[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

EA035883B1 - Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids - Google Patents

Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids Download PDF

Info

Publication number
EA035883B1
EA035883B1 EA201891407A EA201891407A EA035883B1 EA 035883 B1 EA035883 B1 EA 035883B1 EA 201891407 A EA201891407 A EA 201891407A EA 201891407 A EA201891407 A EA 201891407A EA 035883 B1 EA035883 B1 EA 035883B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tert
carboxylic acid
fed
acid
reactor
Prior art date
Application number
EA201891407A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA201891407A1 (en
Inventor
Катарина Хорстманн
Клаус Хехлер
Грегор Грацкивич
Бернд Шалль
Original Assignee
Басф Се
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Басф Се filed Critical Басф Се
Publication of EA201891407A1 publication Critical patent/EA201891407A1/en
Publication of EA035883B1 publication Critical patent/EA035883B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/52Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C67/54Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/009Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping in combination with chemical reactions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D5/00Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation
    • B01D5/0057Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes
    • B01D5/006Condensation of vapours; Recovering volatile solvents by condensation in combination with other processes with evaporation or distillation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J27/00Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
    • B01J27/02Sulfur, selenium or tellurium; Compounds thereof
    • B01J27/053Sulfates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/02Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing organic compounds or metal hydrides
    • B01J31/0215Sulfur-containing compounds
    • B01J31/0225Sulfur-containing compounds comprising sulfonic acid groups or the corresponding salts
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/02Preparation of carboxylic acid esters by interreacting ester groups, i.e. transesterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/04Preparation of carboxylic acid esters by reacting carboxylic acids or symmetrical anhydrides onto unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/48Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C67/62Use of additives, e.g. for stabilisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C69/00Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic or haloformic acids
    • C07C69/52Esters of acyclic unsaturated carboxylic acids having the esterified carboxyl group bound to an acyclic carbon atom
    • C07C69/533Monocarboxylic acid esters having only one carbon-to-carbon double bond
    • C07C69/54Acrylic acid esters; Methacrylic acid esters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/143Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step
    • B01D3/148Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column by two or more of a fractionation, separation or rectification step in combination with at least one evaporator
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00495Means for heating or cooling the reaction vessels
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/10Process efficiency

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

A process for continuously producing the tert-butyl ester of an ethylenically unsaturated carboxylic acid comprising the following steps: a) an ethylenically unsaturated carboxylic acid is reacted with isobutene in the presence of an acidic catalyst to give an esterification mixture; b) the acidic catalyst is removed; c) low-boiling-point constituents are removed; and d) a liquid containing tert-butyl ester is introduced into a distillation device and the product is purified by distillation in the distillation device, where d1) the liquid containing tert-butyl ester is separated in the distillation device to give a gaseous overhead product containing tert-butyl ester and a liquid bottom product containing carboxylic acid; d2) the gaseous overhead product containing tert-butyl ester is at least to some extent condensed and some of the condensate is returned to the distillation device; d3) the liquid bottom product containing carboxylic acid is at least to some extent returned to step a); d4) liquid bottom product containing carboxylic acid is drawn off and conducted to a heater, a superheated liquid return stream is taken from the heater and the superheated return stream is depressurized into the distillation device; and d5) at least in the overhead region of the distillation device those walls of the distillation device that are in contact with the vapours are thermally insulated and/or heated at least in some regions. The separation of the tert-butyl ester from unreacted carboxylic acid in the process proceeds with a particularly small extent of polymerization both of the tert-butyl ester and of the carboxylic acid.

Description

Настоящее изобретение относится к способу непрерывного получения трет-бутилового эфира этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты путем реакции карбоновой кислоты с изобутеном.The present invention relates to a process for the continuous production of ethylenically unsaturated carboxylic acid tert-butyl ester by reacting a carboxylic acid with isobutene.

Трет-бутиловые эфиры этилен-ненасыщенных карбоновых кислот могут применяться различным образом. Трет-бутил(мет)акрилаты, например, являются важными исходными материалами для получения полимеров, которые используют, помимо прочего, в качестве компонента красок, адгезивных средств или лакокрасочных смол. Трет-бутиловые эфиры такого типа получают, как правило, путем кислотно-катализируемого добавления карбоновой кислоты в изобутен (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], т. 8, 1952, с. 534; US 3031495 и US 3082246). Применяемыми катализаторами являются кислоты, которые являются растворимыми в реакционной смеси, например минеральные кислоты или алкил- или арилсульфокислоты (DE-A-1249857, US 3087962, US 3088969), или нерастворимые катализаторы, такие как кислотные ионообменные смолы (US 3037052, US 3031495, DE-A-3105399, EP-A-268999).The tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids can be used in various ways. Tert-butyl (meth) acrylates, for example, are important starting materials for the production of polymers, which are used, inter alia, as a component of paints, adhesives or paint resins. Tert-butyl esters of this type are usually obtained by acid-catalyzed addition of carboxylic acid to isobutene (Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], vol. 8, 1952, p. 534; US 3031495 and US 3082246). The catalysts used are acids that are soluble in the reaction mixture, for example mineral acids or alkyl or aryl sulfonic acids (DE-A-1249857, US 3087962, US 3088969), or insoluble catalysts such as acidic ion exchange resins (US 3037052, US 3031495, DE-A-3105399, EP-A-268999).

В документе WO 02/10109 A1 описан способ непрерывного получения трет-бутилового эфира алифатической C1-C4 карбоновой кислоты путем реакции карбоновой кислоты с изобутеном в жидкой фазе в присутствии кислотного катализатора в реакторе, при этом выделение эфира осуществляется путем дистилляции из реакционной смеси, полученной после удаления непрореагировавшего изобутена и компонентов с низкой температурой кипения.The document WO 02/10109 A1 discloses a method for continuously producing tert-butyl ester of aliphatic C1-C 4 carboxylic acid by reacting the carboxylic acid with isobutene in the liquid phase in the presence of an acid catalyst in a reactor, wherein the selection is performed ester by distillation from the reaction mixture obtained after removing unreacted isobutene and components with a low boiling point.

В документе WO 02/10110 A2 описан способ получения трет-алкил(мет)акрилата путем реакции (мет)акриловой кислоты с олефином в гомогенной фазе в присутствии кислотного катализатора, при этом выделение трет-алкил(мет)акрилата осуществляется путем дистилляции из реакционной смеси, полученной после удаления непрореагировавшего изобутена и компонентов с низкой температурой кипения.WO 02/10110 A2 describes a process for the preparation of tert-alkyl (meth) acrylate by reacting (meth) acrylic acid with an olefin in a homogeneous phase in the presence of an acid catalyst, wherein the tert-alkyl (meth) acrylate is isolated by distillation from the reaction mixture obtained after removing unreacted isobutene and components with a low boiling point.

Этилен-ненасыщенные карбоновые кислоты и их сложные эфиры могут проявлять сильную склонность к полимеризации, в частности, при повышенных температурах. Эти соединения зачастую подвергают воздействию высоких температур, в частности, в ходе процесса дистилляции, что может повлечь за собой нежелательную полимеризацию. Вследствие такой полимеризации происходит загрязнение устройства, засорение трубопроводов и насосов и накопление отложений на тарелках колонны и поверхностях теплообменного устройства. Очистка установок является процессом, требующим больших затрат труда и средств, а также наносящим вред окружающей среде, кроме того, из-за необходимости проведения очистки снижается коэффициент использования мощности предприятия. В дополнение, неконтролируемая радикальная полимеризация является риском возникновения угрозы производственной безопасности.Ethylenically unsaturated carboxylic acids and their esters can show a strong tendency to polymerize, in particular at elevated temperatures. These compounds are often exposed to high temperatures, in particular during the distillation process, which can lead to unwanted polymerization. This polymerization results in fouling of the device, clogging of pipelines and pumps, and accumulation of deposits on the column plates and the surfaces of the heat exchanger. Cleaning of plants is a labor-intensive and costly process that is harmful to the environment, in addition, due to the need for cleaning, the capacity utilization of the plant decreases. In addition, uncontrolled free radical polymerization is a safety risk.

Таким образом, целью настоящего изобретения является предоставление способа непрерывного получения трет-бутилового эфира этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты, при котором происходит сепарация трет-бутилового эфира от непрореагировавшей карбоновой кислоты, и при этом, по возможности, не происходит полимеризация трет-бутилового эфира и карбоновой кислоты.Thus, it is an object of the present invention to provide a process for the continuous production of ethylenically unsaturated carboxylic acid tert-butyl ester, which separates the tert-butyl ester from unreacted carboxylic acid without polymerizing the tert-butyl ester and the carboxylic acid if possible. acid.

В документе WO 2011/110257 A2 описан способ получения соединения, готового к полимеризации, такого как (мет)акриловая кислота, из жидкой композиции путем дистилляции в дистилляторе, при этом в нижней части дистиллятора происходит отвод потока рециркуляции, который в виде перегретого жидкого потока рециркуляции подают в дистиллятор. В этом способе осуществляют сепарацию указанного соединения, готового к полимеризации, например, от растворителей.Document WO 2011/110257 A2 describes a method for producing a compound ready for polymerization, such as (meth) acrylic acid, from a liquid composition by distillation in a distillation unit, whereby a recirculation stream is withdrawn in the lower part of the distillation unit, which is in the form of a superheated liquid recirculation stream served in a distiller. In this method, the specified compound, ready for polymerization, is separated from solvents, for example.

В документе WO 2011/110257 A2 не описано отделение этилен-ненасыщенного эфира от непрореагировавшей этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты. Такая дистилляционная сепарация двух готовых к полимеризации соединений является более сложным процессом, так как во всем дистилляторе необходимо обеспечивать достаточное подавление полимеризации композиций, полученных в ходе сепарации. Кроме того, по сравнению с низшими сложными эфирами трет-бутиловые эфиры имеют относительно высокую температуру кипения, что является фактором, повышающим тепловую нагрузку в ходе дистилляции.WO 2011/110257 A2 does not describe the separation of ethylenically unsaturated ester from unreacted ethylenically unsaturated carboxylic acid. This distillation separation of the two ready-to-polymerize compounds is more complex, since it is necessary to ensure sufficient suppression of polymerization of the compositions obtained during the separation throughout the distillation unit. In addition, compared to lower esters, tert-butyl esters have a relatively high boiling point, which is a factor that increases the heat load during distillation.

В документе DE 102008002923 A1 описан способ получения третичных алкиловых эфиров (мет)акриловой кислоты из (мет)акриловой кислоты и олефина, при котором осуществляют (дистилляционное) отделение эфира от (мет)акриловой кислоты со стабилизацией с использованием соединения Nоксила.DE 102008002923 A1 describes a method for producing tertiary alkyl esters of (meth) acrylic acid from (meth) acrylic acid and olefin, in which the (distillative) separation of the ester from (meth) acrylic acid is carried out with stabilization using a Noxyl compound.

В документе DE 19539295 A1 описан способ непрерывной дистилляционной сепарации жидких смесей, основным компонентом которых является (мет)акриловая кислота, в дистилляторе. Осуществляют отвод подпотока жидкости, подаваемой в дистиллятор, и такой подпоток подают в дистиллятор в перегретом виде. Производят отвод очищенной (мет)акриловой кислоты через верхнюю часть дистиллятора.DE 19539295 A1 describes a method for continuous distillation separation of liquid mixtures, the main component of which is (meth) acrylic acid, in a still. The substream of liquid supplied to the distiller is removed, and such a substream is fed to the distiller in a superheated form. The purified (meth) acrylic acid is removed through the top of the distiller.

Варианты применения сополимеров трет-бутил(мет)акрилата включают производство лакокрасочных препаративных форм, отверждение которых происходит за счет образования поперечных связей и которые используют, например, в качестве автомобильных красок или красок для авторемонтной покраски. Для такого применения желательно, чтобы содержание в них кислот было низким.Uses for tert-butyl (meth) acrylate copolymers include crosslinked paint formulations that are used, for example, as automotive paints or auto refinish paints. For this application, it is desirable that the acid content is low.

Цель настоящего изобретения достигается с помощью способа непрерывного получения трет- 1 035883 бутилового эфира этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты, включающего следующие этапы:The object of the present invention is achieved by a method for the continuous production of ethylenically unsaturated carboxylic acid tert-1 035883 butyl ester, comprising the following steps:

а) реакцию этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты с изобутеном в присутствии кислотного катализатора с получением этерификационной смеси;a) the reaction of ethylenically unsaturated carboxylic acid with isobutene in the presence of an acid catalyst to obtain an esterification mixture;

b) удаление кислотного катализатора;b) removing the acid catalyst;

c) удаление компонентов с низкой температурой кипения; иc) removal of low boiling point components; and

d) подачу жидкости, содержащей трет-бутиловый эфир, в дистиллятор, где ее подвергают очистке путем дистилляции, при этом:d) feeding the liquid containing tert-butyl ether to a distiller, where it is purified by distillation, while:

d1) в дистилляторе происходит разделение жидкости, содержащей трет-бутиловый эфир, на газообразный верхний продукт, содержащий трет-бутиловый эфир, и жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту;d1) in the still, the liquid containing tert-butyl ether is separated into a gaseous overhead product containing tert-butyl ether and a liquid underflow containing carboxylic acid;

d2) происходит, по меньшей мере, частичная конденсация газообразного верхнего продукта, содержащего трет-бутиловый эфир, и, по меньшей мере, частичная рециркуляция конденсата в дистиллятор в качестве обратного потока;d2) at least partial condensation of the gaseous overhead product containing tert-butyl ether occurs and at least partial recirculation of the condensate to the distiller as a reflux stream;

d3) происходит, по меньшей мере, частичная рециркуляция жидкого нижнего продукта, содержащего карбоновую кислоту, на этап a);d3) at least partial recirculation of the liquid underflow containing carboxylic acid to step a);

d4) жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту, отводят и подают в нагревательное устройство; из нагревательного устройства отводят перегретый жидкий поток рециркуляции, который спускается в дистиллятор; и d5) по меньшей мере, в верхней части дистиллятора происходит нагревание его стенок, контактирующих с паром, по меньшей мере, в некоторых точках, и/или такие стенки, по меньшей мере, в некоторых точках имеют теплоизоляцию.d4) the carboxylic acid-containing liquid underflow is withdrawn and fed to a heating device; the superheated liquid recirculation stream is withdrawn from the heating device, which is released into the distiller; and d5) at least in the upper part of the distiller, the walls in contact with the steam are heated at least at some points, and / or such walls are thermally insulated at least at some points.

Под термином нижний продукт подразумевается жидкий продукт, который отводят в нижней части дистиллятора, например жидкая фаза, которую отводят через самую нижнюю часть дистиллятора или отвод которой осуществляют из одной-трех тарелок, расположенных непосредственно над указанной точкой. Под термином верхний продукт подразумевается газообразный или жидкий продукт, который отводят в верхней части дистиллятора, например жидкая фаза, которую отводят через самую верхнюю часть дистиллятора или отвод которой осуществляют из одной-трех тарелок, расположенных непосредственно под верхней частью.By the term underflow is meant a liquid product that is withdrawn at the bottom of the distiller, for example a liquid phase that is withdrawn through the bottommost part of the distiller or which is withdrawn from one to three trays located directly above this point. The term overhead means a gaseous or liquid product that is withdrawn at the top of the still, for example a liquid phase that is withdrawn through the topmost part of the still, or which is withdrawn from one to three trays immediately below the top.

В ходе нагревания и рециркуляции удаленного жидкого нижнего продукта в соответствии с изобретением во всей линии, идущей от нагревателя и к нагревателю, предотвращается образование свободного газопарового пространства. Соответственно в значительной степени предотвращается образование газовых фаз, которые могут конденсироваться в линии и образовывать нестабильные жидкие фазы, подверженные полимеризации.During the heating and recirculation of the removed liquid underflow in accordance with the invention, the formation of a headspace is prevented in the entire line from the heater to the heater. Accordingly, the formation of gas phases which can condense in the line and form unstable liquid phases prone to polymerization are largely prevented.

В соответствии со способом по изобретению, по меньшей мере, в верхней части дистиллятора стенки, контактирующие с паром, по меньшей мере, в некоторых точках имеют теплоизоляцию и/или, по меньшей мере, в некоторых точках, происходит нагревание его стенок. В результате этого температура стенок в этой области предпочтительно сохраняется выше точки конденсации трет-бутилового эфира. Таким образом предотвращается конденсация пара на стенках, в результате которой может происходить образование нестабильных жидких фаз, подверженных полимеризации.In accordance with the method according to the invention, at least in the upper part of the distiller, the walls in contact with the steam are thermally insulated at least at some points and / or at least at some points are heated. As a result, the wall temperature in this region is preferably kept above the dew point of the tert-butyl ether. This prevents vapor condensation on the walls, which can lead to the formation of unstable liquid phases prone to polymerization.

Термин верхняя часть дистиллятора относится к области, свободной от внутренних компонентов, которая расположена выше самой верхней тарелки или выше самого верхнего слоя насадки. Она, как правило, сформирована куполообразным корпусом (колпаком, например, выпуклой или тороидальносферической формы), который образует элемент, закрывающий дистиллятор сверху.The term top of the still refers to the region free of internals that is located above the topmost tray or above the topmost packing layer. It is usually formed by a domed body (a dome, for example, convex or toroidal spherical), which forms an element that closes the distiller from above.

Термин точка конденсации какого-либо соединения относится к температуре, при которой при определенном давлении происходит конденсация этого соединения, т.е. соединение переходит из газообразного состояния в жидкое.The term "dew point of a compound" refers to the temperature at which, at a specified pressure, the compound condenses, i.e. the compound changes from gaseous to liquid state.

В ходе этерификации происходит реакция этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты с изобутеном в присутствии кислотного катализатора с получением этерификационной смеси. Этилен-ненасыщенную карбоновую кислоту предпочтительно выбирают из акриловой, метакриловой, диметакриловой, этакриновой, аллилуксусной, винилуксусной и винилпропионовой кислоты. В предпочтительном варианте осуществления изобретения карбоновая кислота представляет собой акриловую или метакриловую кислоту, особенно предпочтительной является метакриловая кислота.During esterification, an ethylenically unsaturated carboxylic acid reacts with isobutene in the presence of an acid catalyst to form an esterification mixture. The ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferably selected from acrylic, methacrylic, dimethacrylic, ethacrynic, allylucetic, vinylacetic and vinylpropionic acid. In a preferred embodiment, the carboxylic acid is acrylic or methacrylic acid, with methacrylic acid being particularly preferred.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения содержание уксусной кислоты в этиленненасыщенной карбоновой кислоте составляет менее 300 ч./млн, более предпочтительно менее 100 ч./млн, особенно предпочтительно менее 20 ч./млн, а содержание пропионовой кислоты составляет менее 300 ч./млн, более предпочтительно менее 200 ч./млн, особенно предпочтительно менее 130 ч./млн. Так как удаление уксусной и пропионовой кислот из трет-бутилового эфира на дальнейших этапах способа потребует больших затрат и усилий, то, если целью является получение этилен-ненасыщенного третбутилового эфира с определенным содержанием уксусной и/или пропионовой кислот, предпочтительно использовать этилен-ненасыщенную карбоновую кислоту с контролируемым содержанием уксусной и/или пропионовой кислот. Содержание уксусной и пропионовой кислот обычно определяют путем газовой хроматографии.In a preferred embodiment, the acetic acid content of the ethylenically unsaturated carboxylic acid is less than 300 ppm, more preferably less than 100 ppm, particularly preferably less than 20 ppm, and the propionic acid content is less than 300 ppm, more preferably less than 200 ppm, particularly preferably less than 130 ppm. Since the removal of acetic and propionic acids from tert-butyl ester at further stages of the process will require high costs and efforts, if the goal is to obtain ethylenically unsaturated tert-butyl ester with a certain content of acetic and / or propionic acids, it is preferable to use ethylenically unsaturated carboxylic acid with controlled content of acetic and / or propionic acids. The content of acetic acid and propionic acid is usually determined by gas chromatography.

- 2 035883- 2 035883

Этерификацию, как правило, осуществляют в жидкой фазе при отсутствии растворителя. Поэтому применяют катализаторы, которые являются, по меньшей мере, частично растворимыми в реакционной смеси. Соответствующими катализаторами являются сильные неорганический или органические кислоты. Сильными неорганическими кислотами являются, например, минеральные кислоты, такие как серная кислота, фосфорная кислота и полифосфорная кислота, предпочтительно серная кислота. Сильными органическими кислотами являются, например, сульфоновые кислоты, такие как п-толуол-, бензол-, додецилбензол- и метансульфоновая кислота, предпочтительно п-толуолсульфоновая и метансульфоновая кислота. Неорганические катализаторы, в частности, являются лишь частично растворимыми в реакционной смеси в начале реакции. В ходе реакции растворимость катализатора повышается (в основном, изза образования неполного эфира катализатора, например, моноэфира серной кислоты). Следовательно, по меньшей мере, в последней секции катализатор, как правило, присутствует в виде раствора в реакционной смеси.Esterification is usually carried out in the liquid phase in the absence of a solvent. Therefore, catalysts are used which are at least partially soluble in the reaction mixture. Suitable catalysts are strong inorganic or organic acids. Strong inorganic acids are, for example, mineral acids such as sulfuric acid, phosphoric acid and polyphosphoric acid, preferably sulfuric acid. Strong organic acids are, for example, sulfonic acids such as p-toluene, benzene, dodecylbenzene and methanesulfonic acid, preferably p-toluenesulfonic and methanesulfonic acid. Inorganic catalysts, in particular, are only partially soluble in the reaction mixture at the beginning of the reaction. In the course of the reaction, the solubility of the catalyst increases (mainly due to the formation of a partial ester of the catalyst, for example, sulfuric acid monoester). Therefore, at least in the last section, the catalyst is typically present as a solution in the reaction mixture.

Концентрация катализатора в этерификационной смеси составляет, как правило, 0,1-10 мас.%, предпочтительно 0,5-5 мас.% из расчета на общее количество этерификационной смеси.The concentration of catalyst in the esterification mixture is generally 0.1-10% by weight, preferably 0.5-5% by weight, based on the total amount of the esterification mixture.

Реакцию этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты с изобутеном в присутствии кислотного катализатора предпочтительно осуществляют в обычных реакционных емкостях или в колоннах (DE-A1128428). Соответствующий реактор описан, например, в публикации WO 02/10109 А1.The reaction of ethylenically unsaturated carboxylic acid with isobutene in the presence of an acid catalyst is preferably carried out in conventional reaction vessels or in columns (DE-A1128428). A suitable reactor is described, for example, in WO 02/10109 A1.

Предпочтительно реакцию осуществляют в реакторе, который, в частности, представляет собой цилиндрический реактор. Реактор разделен на несколько секций сепарации, предпочтительно на 3, 4 или 5 секций сепарации. Секции разделены между собой перегородками, которые проходят под прямым углом к продольной оси реактора. Каждая из этих перегородок имеет по меньшей мере одно отверстие для того, чтобы реакционная смесь могла проходить из одной секции реактора в следующую. Количество отверстий в перегородке определяется размером реактора. Предпочтительно в перегородках имеется лишь одно отверстие, которое, в частности, может быть расположено в середине перегородки. Общая площадь отверстий в перегородке составляет приблизительно 1/2000-1/500 от площади поперечного сечения реактора.Preferably, the reaction is carried out in a reactor, which is in particular a cylindrical reactor. The reactor is divided into several separation sections, preferably 3, 4 or 5 separation sections. The sections are separated from each other by partitions that run at right angles to the longitudinal axis of the reactor. Each of these baffles has at least one opening so that the reaction mixture can pass from one section of the reactor to the next. The number of holes in the baffle is determined by the size of the reactor. Preferably, the baffles have only one opening, which, in particular, can be located in the middle of the baffle. The total area of the openings in the baffle is approximately 1 / 2000-1 / 500 of the cross-sectional area of the reactor.

Секции реактора могут иметь одинаковый или различный объем. Предпочтительно объем первой секции реактора больше объема остальных секций. В случае если реактор имеет четыре секции, было обнаружено, что предпочтительными являются следующие соотношения отдельных секций в общем объеме реактора:The reactor sections can have the same or different volume. Preferably, the volume of the first section of the reactor is greater than the volume of the remaining sections. If the reactor has four sections, the following ratios of the individual sections in the total reactor volume have been found to be preferred:

Реакторная секция 1: 25% - 50%Reactor section 1: 25% - 50%

Реакторная секция 2: 10%-25%Reactor section 2: 10% -25%

Реакторная секция 3: 10%-25%Reactor section 3: 10% -25%

Реакторная секция 4: 25% - 50%Reactor section 4: 25% - 50%

Предпочтительно секции реактора могут быть оборудованы внутренними элементами, улучшающими смешивание реакционного объема. Такими подходящими внутренними элементами являются статические смешивающие элементы и аналогичные внутренние устройства, такие как решетки, распределительные или ситчатые тарелки. Особенно предпочтительно, если внутренние элементы такого типа находятся в первой секции реактора, а затем - в верхней половине реактора.Preferably, the reactor sections can be equipped with internals to improve mixing of the reaction volume. Suitable such internals are static mixing members and similar internals such as grids, distribution or sieve trays. It is especially preferred if internals of this type are located in the first section of the reactor and then in the upper half of the reactor.

Карбоновую кислоту подают в первую секцию реактора, в частности в зону у основания реактора, в жидком виде. Подача кислоты может осуществляться напрямую, например, с помощью погружной трубы, однако предпочтительно, если ее осуществляют с помощью устройства, которое обеспечивает равномерное распределение и смешивание сырья. Устройства такого типа, например распределительные тарелки, перфорированные пластины и трубы, форсунки и т.д., известны специалистам в данной области. Карбоновую кислоту предпочтительно подают через форсунку, в результате чего происходит смешивание газа и жидкости и смешивание содержимого реактора. Предпочтительно форсунка расположена у основания реактора. Специалистам известны подходящие типы форсунок (струйная форсунка, смесительная форсунка, двухфазная форсунка и т.д.), которые также описаны, например, в Ульманновской энциклопедии промышленной химии (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry), т. B4, 5-е изд., 1992, с. 280. В частности, когда используют форсунку такого типа, поток в первых двух реакторных секциях является турбулентным, а в секциях, расположенных далее, - ламинарным. Таким образом, в последовательных реакционных секциях обеспечиваются различные характеристики потока, например поток может быть турбулентным, с высоким уровнем обратного смешивания, как в смесительном баке, или ламинарным с низким уровнем обратного смешивания, как в трубчатом реакторе, с помощью этого обеспечивается возможность особенно предпочтительной конфигурации соответствующей реакционной секции.The carboxylic acid is fed to the first section of the reactor, in particular to the zone at the base of the reactor, in liquid form. The acid supply can be carried out directly, for example by means of an immersion tube, but it is preferable if it is carried out by means of a device that ensures uniform distribution and mixing of the raw material. Devices of this type, such as distribution trays, perforated plates and pipes, nozzles, etc., are known to those skilled in the art. The carboxylic acid is preferably fed through a nozzle, thereby mixing the gas and liquid and mixing the contents of the reactor. Preferably, the nozzle is located at the base of the reactor. Suitable nozzle types (jet nozzle, mixing nozzle, two-phase nozzle, etc.) are known to those skilled in the art, which are also described, for example, in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, vol. B4, 5th ed., 1992, p. 280. In particular, when this type of nozzle is used, the flow in the first two reactor sections is turbulent and in the downstream sections it is laminar. Thus, in successive reaction sections, different flow characteristics are provided, for example, the flow can be turbulent, with a high level of backmixing, as in a mixing tank, or laminar with a low level of backmixing, as in a tubular reactor, thereby allowing a particularly preferred configuration the corresponding reaction section.

Катализатор подают в виде смеси с карбоновой кислотой, при этом можно использовать свежий катализатор, или регенерированный катализатор, или их смесь.The catalyst is fed in the form of a mixture with a carboxylic acid, whereupon fresh catalyst or regenerated catalyst or a mixture thereof can be used.

Было обнаружено, что предпочтительно, если в реактор осуществляют подачу по меньшей мере части жидкой фазы с высокой температурой кипения, полученной на этапе удаления катализатора, описанном ниже, и/или по меньшей мере части нижнего продукта, полученного в результате дистилляционной очистки. Таким образом, осуществляют рециркуляцию большей части кислотного катализатора и непро- 3 035883 реагировавшей карбоновой кислоты.It has been found that it is advantageous if at least a portion of the high boiling point liquid phase obtained in the catalyst removal step described below and / or at least a portion of the bottoms product obtained from the distillation purification is fed to the reactor. In this way, most of the acid catalyst and unreacted carboxylic acid are recycled.

Подача изобутена может осуществляться в жидкой и/или газообразной формах. Подачу изобутена предпочтительно осуществляют через трубу круглого сечения, которая имеет множество выходных отверстий.Isobutene can be supplied in liquid and / or gaseous forms. The isobutene is preferably fed through a circular tube which has a plurality of outlets.

Часть реакционной смеси может отводиться из первой и/или второй секций реактора и рециркулироваться обратно в соответствующую секцию. Этим обеспечивается повышенная эффективность смешивания реакционной смеси. Соответственно осуществляется рециркуляция подпотока через вышеуказанную смесительную форсунку в первую секцию реактора и/или через еще одну форсунку в районе отверстия в перегородке во вторую секцию реактора. Такая еще одна форсунка может представлять собой форсунку любых типов, указанных выше для смесительной форсунки. Предпочтительно используют коническую форсунку. Такая форсунка предпочтительно располагается таким образом, чтобы ее выходное отверстие находилось приблизительно на уровне перегородки, отделяющей первую секцию от второй. Для контроля температуры (в замкнутом контуре) определенный подпоток, который отводят из секции, может проходить через теплообменник.A portion of the reaction mixture can be withdrawn from the first and / or second sections of the reactor and recycled back to the corresponding section. This provides an increased mixing efficiency of the reaction mixture. Accordingly, the substream is recirculated through the aforementioned mixing nozzle into the first section of the reactor and / or through another nozzle in the region of the opening in the partition into the second section of the reactor. Such a further nozzle can be any of the types mentioned above for the mixing nozzle. A conical nozzle is preferably used. Such a nozzle is preferably positioned such that its outlet is approximately at the level of the partition separating the first section from the second. To control the temperature (in a closed loop), a certain substream that is taken out of the section can be passed through a heat exchanger.

Полученную этерификационную смесь отводят через верхнюю часть реактора и подают на дальнейшую переработку. Непрореагировавший газообразный изобутен собирается в верхней части реактора. Предпочтительно осуществляют конденсацию способных конденсироваться органических соединений, таких как непрореагировавшая карбоновая кислота, и их отделение от газового потока, содержащего изобутен, который отводят через верхнюю часть реактора, таким образом, из них удаляют газы, инертные при этерификации, такие как воздух и бутан. Происходит частичное растворение непрореагировавшего изобутена в компонентах, которые были выделены путем конденсации. Затем сконденсировавшиеся органические соединения в жидком виде подают в первую секцию реактора, например, через смесительную форсунку.The resulting esterification mixture is withdrawn through the top of the reactor and fed for further processing. Unreacted isobutene gas is collected at the top of the reactor. Preferably, condensable organic compounds, such as unreacted carboxylic acid, are condensed and separated from the isobutene-containing gas stream which is withdrawn through the top of the reactor, thereby removing gases inert to the esterification, such as air and butane. There is a partial dissolution of unreacted isobutene in the components that were separated by condensation. Then, the condensed organic compounds in liquid form are fed into the first section of the reactor, for example, through a mixing nozzle.

В целом, температура этерификации находится в диапазоне приблизительно 10-40°C. Предпочтительно температура этерификации регулируют таким образом, чтобы самая высокая температура была в первой секции реактора. Предпочтительно температура в первой секции реактора находится в диапазоне приблизительно 30-40°C. Температура во второй секции ниже, предпочтительно приблизительно 5-15°C. Температура в секциях, расположенных далее, после второй секции может быть такой же или может быть ниже. Как правило, в них температура не превышает температуру во второй секции, предпочтительно в них температура ниже, в частности, она может быть приблизительно на 3-10°C ниже. Температура в четвертой секции, как правило, такая же, как температура в третьей секции или приблизительно на 1-5°C ниже. Температура в последней секции реактора предпочтительно находится в диапазоне 10-25°C.In general, the esterification temperature is in the range of about 10-40 ° C. Preferably, the esterification temperature is controlled so that the highest temperature is in the first section of the reactor. Preferably, the temperature in the first section of the reactor is in the range of about 30-40 ° C. The temperature in the second section is lower, preferably about 5-15 ° C. The temperature in the further sections after the second section may be the same or may be lower. As a rule, the temperature in them does not exceed the temperature in the second section, preferably in them the temperature is lower, in particular, it can be approximately 3-10 ° C lower. The temperature in the fourth section is generally the same as the temperature in the third section, or about 1-5 ° C lower. The temperature in the last section of the reactor is preferably in the range of 10-25 ° C.

Распределение температур в реакторе с 4 секциями предпочтительно следующее:The temperature distribution in the 4-section reactor is preferably as follows:

1-ая секция: 33 - 38°С1st section: 33 - 38 ° С

2-ая секция: 23 - 28°С2nd section: 23 - 28 ° С

3-я секция: 15-22°С3rd section: 15-22 ° С

4-ая секция: 15 - 22°С4th section: 15 - 22 ° С

Температура в 3 и 4 секциях может быть одинаковой или различной.The temperature in the 3rd and 4th sections can be the same or different.

Так как добавление карбоновых кислот в изобутен происходит с выделением теплоты, необходимо регулировать температуру реакции путем удаления тепла реакции, в частности, в первых двух секциях реактора. В частности, это может осуществляться с помощью теплообменных устройств, которые могут иметь конфигурацию внешнего или внутреннего теплообменника. Также может осуществляться охлаждение стенок реактора. Было обнаружено, что предпочтительно осуществлять регулирование температуры в первых двух секциях реактора с помощью внешних теплообменников, через которые подают и рециркулируют подпоток реакционной смеси из определенной секции реактора.Since the addition of carboxylic acids to isobutene occurs with the release of heat, it is necessary to control the reaction temperature by removing the heat of reaction, in particular, in the first two sections of the reactor. In particular, this can be done by means of heat exchange devices, which can be configured as an external or internal heat exchanger. Cooling of the reactor walls can also be carried out. It has been found that it is preferable to carry out temperature control in the first two sections of the reactor using external heat exchangers, through which the feed of the reaction mixture is supplied and recirculated from a certain section of the reactor.

Этерификация может осуществляться при пониженном давлении, при обычном давлении, или при слегка повышенном давлении (100-300 мбар абс.), или предпочтительно при повышенном давлении (например, при 0,5-3 бар).The esterification can be carried out under reduced pressure, under normal pressure, or under slightly elevated pressure (100-300 mbar abs.), Or preferably under elevated pressure (eg 0.5-3 bar).

Реакционная смесь, покидающая реактор, содержит большую долю целевого эфира. Кроме того, она содержит непрореагировавшие реагенты, катализатор, стабилизатор, сложные эфиры катализаторной кислоты и другие побочные продукты в незначительных количествах. Реакционная смесь содержит лишь крайне незначительные количества продукта олигомеризации изобутена, как правило, <2 мас.% из расчета на все количество реакционной смеси.The reaction mixture leaving the reactor contains a large proportion of the target ether. In addition, it contains unreacted reactants, catalyst, stabilizer, catalyst acid esters and other by-products in minor amounts. The reaction mixture contains only very small amounts of isobutene oligomerization product, typically <2 wt% based on the total amount of the reaction mixture.

Прежде всего, осуществляют удаление кислотного катализатора из этерификационной смеси. Для удаления кислотного катализатора предпочтительно осуществляют частичное испарение этерификационной смеси с получением жидкой фазы с высокой температурой кипения, содержащей кислотный катализатор, и пара, содержащего трет-бутиловый эфир и изобутен. Жидкую фазу с высокой температурой кипения, как правило, по меньшей мере, частично рециркулируют в реактор.First of all, the acid catalyst is removed from the esterification mixture. To remove the acid catalyst, it is preferable to partially evaporate the esterification mixture to obtain a high boiling liquid phase containing the acid catalyst and a vapor containing tert-butyl ether and isobutene. The high boiling liquid phase is generally at least partially recycled to the reactor.

Частичное испарение может осуществляться любым способом, однако предпочтительно, если его осуществляют в два этапа. Испарение, как правило, осуществляют при повышенной температуре и при пониженном давлении. Условия испарения определяют, исходя из того, какой продукт является целевым.Partial evaporation can be carried out in any way, but it is preferred if it is carried out in two stages. The evaporation is usually carried out at elevated temperature and under reduced pressure. Evaporation conditions are determined based on which product is the target.

- 4 035883- 4 035883

Их, как правило, подбирают таким образом, чтобы температура была в диапазоне приблизительно 50150°C. Давление регулируют таким образом, чтобы испарение происходило быстро и постепенно. Например, давление может быть в диапазоне 10-200 мбар абс., более предпочтительно в диапазоне 30-90 мбар абс., наиболее предпочтительно в диапазоне 50-70 мбар абс.They are usually selected so that the temperature is in the range of approximately 50-150 ° C. The pressure is adjusted so that evaporation occurs quickly and gradually. For example, the pressure may be in the range of 10-200 mbar abs, more preferably in the range 30-90 mbar abs, most preferably in the range 50-70 mbar abs.

Для создания пониженного давления могут использоваться любые вакуумные насосы. Было обнаружено, что целесообразно использовать насосы, в которых не используется смазочное масло, для того, чтобы избежать загрязнений. Особенно предпочтительно используют двухроторные вакуумные насосы без смазочного масла, которые именуются шнековыми вакуумными насосами, способными работать без смазки. В качестве альтернативы можно использовать жидкостно-кольцевые насосы, в которых, например, целевой эфир выступает в качестве затворной жидкости.Any vacuum pumps can be used to create reduced pressure. It has been found that it is advisable to use pumps that do not use lubricating oil in order to avoid contamination. Especially preferred are oil-free twin-rotor vacuum pumps, which are referred to as screw vacuum pumps capable of operating without lubrication. Alternatively, liquid ring pumps can be used, in which, for example, the target ether acts as a barrier liquid.

Двухэтапное испарение предпочтительно осуществляют таким образом, что на первом этапе происходит испарение 40-95 мас.%, предпочтительно 60-90 мас.% целевого эфира. Помимо трет-бутилового эфира и карбоновой кислоты пар содержит компоненты с низкой температурой кипения, такие как третбутанол, трет-бутил ацетат и диизобутен. Нижние компоненты, полученные в ходе первой дистилляции, содержат в качестве первой фазы с высокой температурой кипения преимущественно остаточный третбутиловый эфир, карбоновую кислоту, кислотный катализатор и компоненты с высокой температурой кипения, например полимерные (мет)акриловые соединения в случае использования (мет)акриловой кислоты. 10-100 мас.% первой фазы с высокой температурой кипения подают на второй этап испарения. Если лишь часть первой фазы с высокой температурой кипения подают на второй этап испарения, оставшаяся ее часть рециркулируется в реактор. На втором этапе испарения происходит испарение остаточных количеств целевого эфира и большей части карбоновой кислоты (приблизительно до 90 мас.%).The two-stage evaporation is preferably carried out in such a way that in the first stage 40-95% by weight, preferably 60-90% by weight, of the target ester is evaporated. In addition to tert-butyl ester and carboxylic acid, the vapor contains low boiling point components such as tert-butanol, tert-butyl acetate and diisobutene. The lower components obtained during the first distillation contain, as the first phase with a high boiling point, predominantly residual tert-butyl ether, carboxylic acid, acid catalyst and components with a high boiling point, for example polymeric (meth) acrylic compounds in the case of using (meth) acrylic acid ... 10-100 wt.% Of the first phase with a high boiling point is fed to the second stage of evaporation. If only a portion of the first high boiling phase is fed into the second evaporation stage, the remainder is recycled to the reactor. In the second stage of evaporation, the residual quantities of the target ester and most of the carboxylic acid (up to about 90 wt%) are evaporated.

Нижний поток, полученный на втором этапе испарения, в виде второй фазы с высокой температурой кипения содержит преимущественно кислотный катализатор, остаточные количества карбоновой кислоты и компоненты с высокой температурой кипения. Осуществляют, по меньшей мере, частичный сброс, предпочтительно полный сброс второй фазы с высокой температурой кипения. Тем не менее, она также может рециркулироваться обратно в реактор. Пары, полученные на обоих этапах, объединяют и конденсируют. Как правило, дистиллят содержит <20 ч./млн, в частности <10 ч./млн катализатора.The bottom stream obtained in the second stage of evaporation in the form of the second phase with a high boiling point contains predominantly acid catalyst, residual amounts of carboxylic acid and components with a high boiling point. At least a partial discharge, preferably a complete discharge of the second high boiling phase is carried out. However, it can also be recycled back to the reactor. The vapors obtained in both stages are combined and condensed. Typically, the distillate contains <20 ppm, in particular <10 ppm, catalyst.

Оба этапа испарения могут осуществляться с использованием обычных устройств. Тем не менее, предпочтительно используют устройства, обеспечивающие быструю дистилляцию, например, пленочные испарители. Соответствующие пленочные испарители известны специалистам, см., например, Ульманновскую энциклопедию промышленной химии (Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry), 5-е изд., т. B3, 2-21-2-24 и 3-1-3-25, 1988.Both evaporation steps can be carried out using conventional devices. However, it is preferable to use devices that provide fast distillation, such as film evaporators. Suitable film evaporators are known to those skilled in the art, see, for example, Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th ed., Vol. B3, 2-21-2-24 and 3-1-3-25, 1988 ...

Предпочтительно на первом этапе используют испарители с падающей пленкой или испарители с нисходящим потоком жидкости, а на втором этапе - тонкопленочные испарители со скребком или испарители со спиральными трубками.Preferably, falling film or downdraft evaporators are used in the first step and thin film scraper or coiled tube evaporators are used in the second step.

Было обнаружено, что особенно предпочтительно на первом этапе использовать испаритель с падающей пленкой в соответствии с описанием, например, в WO 02/10110.It has been found that it is particularly advantageous in the first step to use a falling film evaporator as described, for example, in WO 02/10110.

Пар, который содержит преимущественно целевой эфир, карбоновую кислоту и компоненты с низкой температурой кипения, такие как трет-бутанол, трет-бутил ацетат и диизобутен, конденсируют обычными способами. Предпочтительно конденсацию осуществляют в одном или нескольких расположенных последовательно пластинчатых конденсаторах или кожухотрубных конденсаторах. Предпочтительно используют кожухотрубные конденсаторы с вертикальными трубами, через которые пар проходит в направлении сверху вниз. Несконденсировавшийся пар предпочтительно рециркулируется в реактор.The vapor, which predominantly contains the target ester, carboxylic acid and low boiling point components such as tert-butanol, tert-butyl acetate and diisobutene, is condensed by conventional means. Condensation is preferably carried out in one or more plate condensers or shell and tube condensers arranged in series. Preferably, shell and tube condensers are used with vertical tubes through which the steam flows from top to bottom. The non-condensed steam is preferably recycled to the reactor.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения конденсация пара происходит в ходе двух этапов конденсации, в ходе которых большую часть эфира конденсируют при первой температуре, а оставшуюся часть эфира конденсируют при второй температуре, которая ниже, чем первая температура. В результате этого происходит практически полное удаление трет-бутилового эфира, при этом ему сопутствует минимальная совместная конденсация непрореагировавшего изобутена. Фракционная конденсация предпочтительно происходит в двух последовательно соединенных конденсаторах.In accordance with one embodiment of the invention, vapor condensation occurs in two condensation stages, during which most of the ether is condensed at a first temperature and the remainder of the ether is condensed at a second temperature that is lower than the first temperature. As a result, there is an almost complete removal of tert-butyl ether, while it is accompanied by a minimum co-condensation of unreacted isobutene. Fractional condensation preferably takes place in two series-connected capacitors.

Для того, чтобы избежать отложения твердых веществ на контактных поверхностях конденсатора, осуществляют соответствующую циркуляцию подпотока собранного конденсата для постоянной промывки контактных поверхностей. Конденсат, который закачивают в поток циркуляции, может распределяться равномерным образом, например, с помощью распределительного устройства, между трубами кожухотрубного конденсатора, при этом он стекает вниз по внутренним стенкам труб конденсатора. В случае если используют карбоновые кислоты, способные к полимеризации, таким же способом обеспечивается распределение стабилизатора, более подробно описанное ниже.In order to avoid the deposition of solids on the contact surfaces of the condenser, an appropriate circulation of the overflow of the collected condensate is carried out to continuously flush the contact surfaces. The condensate that is pumped into the circulation stream can be distributed evenly, for example by means of a distributor, between the tubes of the shell-and-tube condenser while flowing down the inner walls of the condenser tubes. In case polymerizable carboxylic acids are used, the distribution of the stabilizer, described in more detail below, is achieved in the same way.

Конденсат (объединенный), полученный на этапе конденсации пара, подают на этап удаления компонентов с низкой температурой кипения, которое предпочтительно осуществляют путем дистилляции. На этапе дистилляционного удаления компонентов с низкой температурой кипения осуществляют дистилляцию компонентов с низкой температурой кипения, т.е. других компонентов, помимо изобутена, которые имеют более низкую температуру кипения, чем целевой эфир. В результате удаления компонен- 5 035883 тов с низкой температурой кипения также получают дополнительные количества непрореагировавшего изобутена, которые предпочтительно отделяют от компонентов с низкой температурой кипения и рециркулируют на соответствующий этап. Компонентами с низкой температурой кипения, полученными при производстве трет-бутилметакрилата, являются, например, трет-бутил ацетат, трет-бутанол и диизобутен.The condensate (combined) obtained from the steam condensation step is fed to a low boiling point removal step, which is preferably carried out by distillation. In the step of distillative removal of the low boiling point components, the low boiling point components, i. E. components other than isobutene, which have a lower boiling point than the target ester. Removal of the low boiling point components also provides additional amounts of unreacted isobutene, which are preferably separated from the low boiling point components and recycled to an appropriate stage. The low boiling point components obtained in the manufacture of tert-butyl methacrylate are, for example, tert-butyl acetate, tert-butanol and diisobutene.

Для удаления компонентов с низкой температурой кипения конденсат с этапа удаления катализатора подают в колонну дистилляции компонентов с низкой температурой кипения, в нижней части которой получают жидкий продукт, из которого удалили компоненты с низкой температурой кипения, а в ее верхней части получают парообразные компоненты с низкой температурой кипения. Жидкий продукт, из которого удалили компоненты с низкой температурой кипения, содержащий преимущественно целевой эфир и карбоновую кислоту, подают для дальнейшей переработки. Осуществляют конденсацию парообразных компонентов с низкой температурой кипения. Предпочтительно конденсат частично возвращается в виде потока рециркуляции в верхнюю часть колонны дистилляции компонентов с низкой температурой кипения.To remove components with a low boiling point, the condensate from the catalyst removal step is fed to a distillation column for components with a low boiling point, in the lower part of which a liquid product is obtained from which components with a low boiling point have been removed, and in its upper part, vaporous components with a low temperature are obtained. boiling. The liquid product, from which the low boiling point components have been removed, containing predominantly the target ester and carboxylic acid, is fed for further processing. Condensation of vaporous components with a low boiling point is carried out. Preferably, the condensate is partially returned as a recycle stream to the top of the low boiling point distillation column.

Несконденсировавшиеся парообразные компоненты с низкой температурой кипения могут все еще содержать до 5 мас.% целевого эфира от всего количества верхнего продукта. Парообразные компоненты с низкой температурой кипения также содержат изобутен, предпочтительно их подают на этап этерификации.The non-condensed, low boiling point vapor components may still contain up to 5% by weight of the desired ester based on the total overhead. The low boiling vaporous components also contain isobutene and are preferably fed to the esterification step.

Температура дистилляции (температура жидкой фазы) в колонне дистилляции компонентов с низкой температурой кипения, как правило, находится в диапазоне 30-110°C. Давление подбирают в зависимости от продукта. В случае получения трет-бутилметакрилата, например, давление находится в диапазоне 0,1-0,25 бар (абс).The distillation temperature (liquid phase temperature) in the distillation column for low boiling point components is generally in the range of 30-110 ° C. The pressure is adjusted according to the product. In the case of tert-butyl methacrylate production, for example, the pressure is in the range of 0.1-0.25 bar (abs).

Подходящие колонны дистилляции компонентов с низкой температурой кипения включают обычные колонны с нерегулярными насадками, или структурированными насадками, или с колпачковыми, клапанными или ситчатыми тарелками. Предпочтительно используют, однако, тарельчатую колонну с 30-50 двухпоточными тарелками. Подачу в колонну дистилляции компонентов с низкой температурой кипения, как правило, осуществляют в средней части.Suitable columns for the distillation of low boiling point components include conventional columns with irregular packing, or structured packing, or with bubble cap, valve or sieve trays. Preferably, however, a tray column with 30-50 double-flow trays is used. The low boiling point components are generally fed to the distillation column in the middle.

Предпочтительно конденсацию компонентов с низкой температурой кипения осуществляют в одном или нескольких расположенных последовательно конденсаторах, в частности в пластинчатых или кожухотрубных конденсаторах. Предпочтительно используют кожухотрубные конденсаторы с вертикальными трубами, через которые пар проходит в направлении сверху вниз.Preferably, the condensation of the low boiling point components is carried out in one or more condensers arranged in series, in particular in plate or shell-and-tube condensers. Preferably, shell and tube condensers are used with vertical tubes through which the steam flows from top to bottom.

Основным компонентом удаляемых веществ с низкой температурой кипения является диизобутен. Диизобутен представляет собой смесь различных изомеров изооктена. На практике эти изомеры имеют близкие температуры конденсации. В качестве ориентира может использоваться, например, температура конденсации 2,4,4-триметилпент-1-ена.Diisobutene is the major component of low boiling point removals. Diisobutene is a mixture of different isooctene isomers. In practice, these isomers have similar dew points. For example, the dew point of 2,4,4-trimethylpent-1-ene can be used as a guide.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения конденсация парообразных компонентов с низкой температурой кипения происходит в ходе двух этапов конденсации, в ходе которых большую часть диизобутена конденсируют при первой температуре, а оставшуюся часть диизобутена конденсируют при второй температуре, которая ниже, чем первая температура. Таким образом обеспечивается максимально эффективное удаление диизобутена, при этом минимизируется совместная конденсация непрореагировавшего изобутена. Фракционная конденсация предпочтительно происходит в двух последовательно соединенных конденсаторах.In accordance with one embodiment of the invention, the condensation of the vaporous components with low boiling point occurs during two condensation stages, during which most of the diisobutene is condensed at a first temperature and the remainder of the diisobutene is condensed at a second temperature, which is lower than the first temperature. This provides the most efficient removal of diisobutene while minimizing co-condensation of unreacted isobutene. Fractional condensation preferably takes place in two series-connected capacitors.

После удаления кислотного катализатора (этап b)) и удаления компонентов с низкой температурой кипения (этап c)) из этерификационной смеси жидкость, содержащую трет-бутиловый эфир, подвергают дистилляционной очистке в дистилляторе (этап d)).After removing the acid catalyst (step b)) and removing low boiling point components (step c)) from the esterification mixture, the liquid containing tert-butyl ether is distilled in a still (step d)).

В ходе очистки путем дистилляции в дистилляторе происходит разделение жидкости, содержащей трет-бутиловый эфир, на газообразный верхний продукт, содержащий трет-бутиловый эфир, и жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту. Осуществляют, по меньшей мере, частичную, предпочтительно полную рециркуляцию на этапе этерификации.During purification by distillation in a still, the liquid containing tert-butyl ether is separated into a gaseous overhead containing tert-butyl ether and a liquid underflow containing carboxylic acid. At least partial, preferably complete, recirculation is carried out in the esterification step.

Температура дистилляции, как правило, находится в диапазоне 40-130°C. Давление подбирают в зависимости от эфира, который подвергается дистилляции.The distillation temperature is usually in the range of 40-130 ° C. The pressure is selected depending on the ether being distilled.

Дистиллятор обычно представляет собой дистилляционную колонну, например обычную тарельчатую колонну, например колонну с 30-50 двухпоточными тарелками, при этом подачу в нее осуществляют, например, в средней части. Практически чистый целевой эфир удаляют через верхнюю часть колонны. Способ по изобретению может осуществляться как непрерывная дистилляция, например, в дистилляционной колонне, или как дистилляция партиями, например, в перегонном аппарате.The distiller is usually a distillation column, such as a conventional tray column, such as a 30-50 double-flow tray column, and is fed in, for example, in the middle. Substantially pure target ether is removed through the top of the column. The process according to the invention can be carried out as continuous distillation, for example in a distillation column, or as batch distillation, for example in a distillation apparatus.

В ходе очистки путем дистилляции, по меньшей мере, в верхней части дистиллятора происходит нагревание его стенок, и/или такие стенки имеют теплоизоляцию. В результате нагревания или наличия тепловой изоляции стенок в верхней части предотвращается конденсация газообразных продуктов на стенках; такая конденсация может быть причиной образованию нестабильных жидких фаз, подверженных полимеризации.In the course of purification by distillation, at least in the upper part of the distiller, its walls are heated, and / or such walls are thermally insulated. As a result of heating or thermal insulation of the walls in the upper part, condensation of gaseous products on the walls is prevented; such condensation can cause the formation of unstable liquid phases prone to polymerization.

Конфигурация дистиллятора, как правило, включает колпак, который через фланец соединен с ци- 6 035883 линдрической частью дистиллятора. Фланец представляет собой температурный мост, соответственно в нем может быть более низкая температура, чем в остальной верхней части, следовательно, там имеется повышенный потенциал для конденсации. Таким образом, в этом месте предпочтительно может осуществляться дополнительное подавление полимеризации.The configuration of the distiller usually includes a bell, which is connected through a flange to the cy- 6 035883 lindrical part of the distiller. The flange is a temperature bridge, therefore it can have a lower temperature than the rest of the upper part, therefore, there is an increased potential for condensation. Thus, further suppression of polymerization can preferably be carried out at this location.

Ингибитор полимеризации предпочтительно подают в испарительную трубку, через которую из дистиллятора отводят газообразный верхний продукт, содержащий трет-бутиловый эфир. Подача ингибитора полимеризации происходит дозированным образом, дозирование предпочтительно осуществляют с помощью ограничителя потока, который предпочтительно обеспечивает высокую эффективность распределения жидкости. Используемые ограничители потока предпочтительно представляют собой гаситель энергии потока, клапан, сужающийся патрубок, перфорированную пластину, форсунку, капиллярную трубку или комбинацию указанных устройств, в частности ограничитель потока представляет собой форсунку. Использование ограничителя потока обеспечивает высокую эффективность распределения стабилизатора у стенок в верхней части дистиллятора, а также у фланца, соединяющего колпак и цилиндрическую часть дистиллятора.The polymerization inhibitor is preferably fed into a flash tube through which a gaseous overhead product containing tert-butyl ether is withdrawn from the still. The supply of the polymerization inhibitor takes place in a metered manner, the metering is preferably carried out using a flow restrictor, which preferably provides a high efficiency of liquid distribution. The flow restrictors used are preferably a flow energy absorber, a valve, a converging pipe, a perforated plate, a nozzle, a capillary tube or a combination of these devices, in particular the flow restrictor is a nozzle. The use of a flow restrictor ensures high efficiency of distribution of the stabilizer at the walls in the upper part of the distiller, as well as at the flange connecting the bell and the cylindrical part of the distiller.

Из-за того, что разделяемые вещества имею различную летучесть, по всей длине колонны профиль распределения концентрации различается. В верхней части дистиллятора преобладает трет-бутиловый эфир, в нижней части преобладает непрореагировавшая этилен-ненасыщенная карбоновая кислота. Используемые для стабилизации ингибиторы полимеризации также имеют различную летучесть. Температура кипения ингибиторов полимеризации, как правило, выше, чем температура кипения третбутилового эфира. Следовательно, испарение и конденсация трет-бутилового эфира и/или карбоновой кислоты могут происходить в местах дистиллятора с более низкой температурой. В данном случае может происходить полимеризация конденсата, т.к. степень подавления полимеризация недостаточна. Образование этих конденсатов предотвращается путем нагревания стенок в верхней части дистиллятора и/или за счет наличие тепловой изоляции этих стенок. Более того, равномерное распределение ингибитора полимеризации в испарительной трубке приводит к более равномерному распределению ингибитора полимеризации на стенках в верхней части дистиллятора, следовательно, это приводит к образованию меньших количеств конденсата, подверженного полимеризации.Due to the fact that the substances to be separated have different volatilities, the concentration distribution profile is different along the entire length of the column. The upper part of the distiller is dominated by tert-butyl ether, and the lower part is dominated by unreacted ethylenically unsaturated carboxylic acid. Polymerization inhibitors used for stabilization also have different volatilities. The boiling point of polymerization inhibitors is generally higher than the boiling point of tert-butyl ether. Therefore, evaporation and condensation of tert-butyl ether and / or carboxylic acid can occur at lower temperature locations in the still. In this case, condensate polymerization may occur, because the degree of suppression of polymerization is insufficient. The formation of these condensates is prevented by heating the walls at the top of the distiller and / or by thermally insulating these walls. Moreover, the even distribution of the polymerization inhibitor in the evaporator tube results in a more even distribution of the polymerization inhibitor on the walls in the upper part of the distillation unit, therefore, this leads to the formation of smaller amounts of condensate subject to polymerization.

Стенки в верхней части дистиллятора предпочтительно нагревают путем теплового контакта с системой оболочки, через которую пропускают поток нагревательной среды, такой, например, как горячий пар.The walls at the top of the still are preferably heated by thermal contact with a shell system through which a heating medium such as hot steam is passed.

Система оболочки предпочтительно включает наружную оболочку, полузакрытую трубу, или шланги, или линии электрообогрева, в частности полузакрытую трубу. Полузакрытая труба представляет собой трубный сегмент в полукольцевой формы, который располагается вокруг нагреваемой области и который приварен к внешней стенке в этой области. В полузакрытой трубе предпочтительно используют горячий пар с давлением 1,2-2,5 бар, более предпочтительно 1,3-1,7 бар, например 1,5 бар. Обычно осуществляют регулировку давления. Как правило, температура находится в диапазоне 105-130°C, предпочтительно в диапазоне 108-113°C.The jacket system preferably includes an outer jacket, a semi-closed pipe, or hoses or heat tracing lines, in particular a semi-closed pipe. A semi-closed pipe is a semi-annular pipe segment that is located around the heated area and which is welded to the outer wall in this area. The semi-closed pipe preferably uses hot steam at a pressure of 1.2-2.5 bar, more preferably 1.3-1.7 bar, for example 1.5 bar. Usually the pressure is adjusted. Typically, the temperature is in the range of 105-130 ° C, preferably in the range of 108-113 ° C.

Еще один вариант - использование электронагрева, например, с помощью нагревательной проволоки или нагревательных матов.Another option is the use of electric heating, for example with heating wires or heating mats.

Температура стенок в верхней части дистиллятора также может сохраняться выше температуры конденсации трет-бутилового эфира с помощью тепловой изоляции. Тем не менее, предпочтительно осуществляют активное нагревание стенок в верхней части дистиллятора.The wall temperature at the top of the still can also be kept above the dew point of the tert-butyl ether by thermal insulation. However, it is preferable to carry out active heating of the walls in the upper part of the still.

Тепловая изоляция стенок в верхней части дистиллятора может быть обеспечена с использованием обычных изоляционных материалов, таких как вата, стекловата, композитные материалы, панели, или листы, или трубы, которые крепятся на внешнюю стенку в верхней части.Thermal insulation of the walls at the top of the distiller can be provided using conventional insulation materials such as wool, glass wool, composite materials, panels, or sheets, or pipes that are attached to the outer wall at the top.

Температура нагреваемых стенок предпочтительно на 2-20°C, более предпочтительно 2-15°C, например на 5-10°C, выше температуры конденсации трет-бутилового эфира при давлении, превалирующем в дистилляторе.The temperature of the heated walls is preferably 2-20 ° C, more preferably 2-15 ° C, for example 5-10 ° C, higher than the dew point of the tert-butyl ether at the pressure prevailing in the still.

Происходит, по меньшей мере, частичная конденсация газообразного верхнего продукта, содержащего трет-бутиловый эфир. Кроме того, происходит, по меньшей мере, частичная рециркуляция конденсата в дистиллятор в качестве обратного потока. Остальную часть конденсата отводят из процесса в качестве продукта.At least partial condensation of the gaseous overhead product containing tert-butyl ether occurs. In addition, at least a partial recirculation of the condensate to the distiller takes place as a return flow. The rest of the condensate is removed from the process as a product.

Чем выше коэффициент обратного потока в дистилляторе, тем более эффективно происходит сепарация этилен-ненасыщенной кислоты и трет-бутилового эфира. Термин коэффициент обратного потока относится к отношению между количеством конденсата верхнего продукта, содержащего третбутиловый эфир, который рециркулируется в дистиллятор, и количеством конденсата верхнего продукта, содержащего трет-бутиловый эфир, который подают на дальнейшие этапы. Соответственно при высоком коэффициенте обратного потока можно добиться низкого содержания карбоновой кислоты в третбутиловом эфире. Однако высокий коэффициент обратного потока влечет за собой высокую температуру жидкой фазы и относительно высокую тепловую нагрузку на этилен-ненасыщенную карбоновую кислоту и трет-бутиловый эфир. Коэффициент обратного потока предпочтительно находится в диапазоне 2-4, более предпочтительно 2,5-3,5. Преимущества способа по изобретению при этих условиях проявляютсяThe higher the reflux ratio in the still, the more efficient the separation of ethylenically unsaturated acid and tert-butyl ether is. The term reflux ratio refers to the ratio between the amount of tert-butyl ether overhead condensate that is recycled to the distiller and the amount of tert-butyl ether overhead condensate that is fed to further steps. Accordingly, with a high reflux ratio, a low carboxylic acid content in the tert-butyl ether can be achieved. However, a high reflux ratio entails a high liquid phase temperature and a relatively high heat load on the ethylenically unsaturated carboxylic acid and tert-butyl ether. The reflux ratio is preferably in the range of 2-4, more preferably 2.5-3.5. The advantages of the method according to the invention under these conditions are manifested

- 7 035883 особенно сильно.- 7 035883 is especially strong.

Общее количество уксусной, пропионовой кислоты и этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты в конечном продукте предпочтительно составляет менее 300 ч./млн, более предпочтительно менее 200 ч./млн, особенно предпочтительно менее 130 ч./млн. Особенно предпочтительно, если общее содержание кислот в конечном продукте составляет менее 300 ч./млн, более предпочтительно менее 200 ч./млн, особенно предпочтительно менее 130 ч./млн. Для определения содержания кислот обычно путем титриметрического анализа определяют кислотное число, которое выражается как содержание метакриловой кислоты.The total amount of acetic acid, propionic acid and ethylenically unsaturated carboxylic acid in the final product is preferably less than 300 ppm, more preferably less than 200 ppm, particularly preferably less than 130 ppm. It is particularly preferred if the total acid content in the final product is less than 300 ppm, more preferably less than 200 ppm, particularly preferably less than 130 ppm. To determine the acid content, the acid number is usually determined by titrimetric analysis, which is expressed as the methacrylic acid content.

Предпочтительно конденсацию газообразного верхнего продукта осуществляют в одном или нескольких конденсаторах, расположенных последовательно, в частности, в пластинчатых или кожухотрубных конденсаторах. Предпочтительно используют кожухотрубные конденсаторы с вертикальными трубами, через которые пар проходит в направлении сверху вниз.Preferably, the condensation of the gaseous overhead product is carried out in one or more condensers arranged in series, in particular in plate or shell-and-tube condensers. Preferably, shell and tube condensers are used with vertical tubes through which the steam flows from top to bottom.

В случае использования отдельного конденсатора давление в конденсаторе находится в диапазоне 10-200 мбар абс., более предпочтительно в диапазоне 30-100 мбар абс., особенно предпочтительно в диапазоне 50-90 мбар абс. Предпочтительно температура в конденсаторе на 45-80°C, более предпочтительно 50-65°C ниже температуры конденсации трет-бутилового эфира при используемом давлении. Предпочтительно температура находится в диапазоне (-25)-0°C, более предпочтительно в диапазоне (-20)-(-5)°C.If a separate condenser is used, the pressure in the condenser is in the range 10-200 mbar abs., More preferably in the range 30-100 mbar abs., Particularly preferably in the range 50-90 mbar abs. Preferably the temperature in the condenser is 45-80 ° C, more preferably 50-65 ° C below the dew point of the tert-butyl ether at the pressure used. Preferably, the temperature is in the range of (-25) -0 ° C, more preferably in the range of (-20) to (-5) ° C.

Температура конденсации трет-бутилакрилата при 60 мбар абс., например, составляет 43°C. В этом случае в конденсаторе может применяться рассольное охлаждение.The condensation temperature of tert-butyl acrylate at 60 mbar abs. Is, for example, 43 ° C. In this case, brine cooling can be used in the condenser.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения конденсация газообразного верхнего продукта происходит в виде двухэтапной частичной конденсации. В этом случае обеспечивается максимально эффективное удаление трет-бутилового эфира, при этом минимизируется совместная конденсация оставшихся компонентов с низкой температурой кипения. Двухэтапная частичная конденсация предпочтительно происходит в двух последовательно соединенных конденсаторах. Указанные здесь температуры для частичной конденсации относятся к температуре конденсата, когда его отводят из соответствующего конденсатора.In accordance with one embodiment of the invention, the condensation of the gaseous overhead product occurs in the form of a two-stage partial condensation. In this case, the most efficient removal of tert-butyl ether is ensured, while the co-condensation of the remaining components with a low boiling point is minimized. The two-stage partial condensation preferably takes place in two series-connected capacitors. The temperatures indicated here for partial condensation refer to the temperature of the condensate when it is removed from the respective condenser.

Температура охлаждающего агента во втором конденсаторе ниже приблизительно на 30-60°C, чем в первом конденсаторе, в котором температура охлаждающего агента находится в диапазоне приблизительно 10-35°C.The temperature of the refrigerant in the second condenser is about 30-60 ° C lower than in the first condenser, where the temperature of the refrigerant is in the range of about 10-35 ° C.

Первая температура предпочтительно на 0-45°C, более предпочтительно 5-35°C ниже температуры конденсации трет-бутилового эфира при первом давлении, а вторая температура на 45-80°C, предпочтительно на 50-65°C, особенно предпочтительно на 50-55°C ниже температуры конденсации третбутилового эфира при втором давлении.The first temperature is preferably 0-45 ° C, more preferably 5-35 ° C below the condensation temperature of tert-butyl ether at the first pressure, and the second temperature is 45-80 ° C, preferably 50-65 ° C, particularly preferably 50 -55 ° C below the dew point of tert-butyl ether at the second pressure.

Вторая температура по меньшей мере на 5°C ниже, чем первая температура. Вторая температура предпочтительно составляет по меньшей мере 10°C, более предпочтительно по меньшей мере 20°C, особенно предпочтительно по меньшей мере 30°C, наиболее предпочтительно по меньшей мере 40°C ниже первой температуры.The second temperature is at least 5 ° C lower than the first temperature. The second temperature is preferably at least 10 ° C, more preferably at least 20 ° C, particularly preferably at least 30 ° C, most preferably at least 40 ° C below the first temperature.

Предпочтительно первое давление находится в диапазоне 10-200 мбар абс., более предпочтительно в диапазоне 30-100 мбар абс., особенно предпочтительно в диапазоне 50-90 мбар абс. Предпочтительно второе давление находится в диапазоне 10-200 мбар абс., более предпочтительно в диапазоне 30-100 мбар абс., особенно предпочтительно в диапазоне 50-90 мбар абс. Обычно первый и второй конденсаторы соединены с газовой стороны. В этом случае первое и второе давления являются одинаковыми.Preferably, the first pressure is in the range 10-200 mbar abs., More preferably in the range 30-100 mbar abs., Particularly preferably in the range 50-90 mbar abs. Preferably, the second pressure is in the range 10-200 mbar abs, more preferably in the range 30-100 mbar abs, particularly preferably in the range 50-90 mbar abs. Usually, the first and second capacitors are connected on the gas side. In this case, the first and second pressures are the same.

Температура конденсации трет-бутилакрилата при 60 мбар абс., например, составляет 43°C. В этом случае для охлаждения первого конденсатора может использоваться речная вода или охлаждающая вода, доведенная до необходимой температуры, в то время как во втором конденсаторе может применяться рассольное охлаждение.The condensation temperature of tert-butyl acrylate at 60 mbar abs. Is, for example, 43 ° C. In this case, river water or cooling water brought to the required temperature can be used to cool the first condenser, while brine cooling can be used in the second condenser.

(Объединенный) конденсат частично отводят из процесса в качестве продукта.The (combined) condensate is partially removed from the process as a product.

Жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту, по меньшей мере, частично рециркулируется на этап этерификации. Жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту, который рециркулируется на этап этерификации, предпочтительно охлаждают до температуры в диапазоне 2540°C, предпочтительно 25-35°C. Обычно это осуществляют с использованием тепловодного охладителя, который работает при температуре в диапазоне 25-35°C, например 30°C.The carboxylic acid-containing liquid underflow is at least partially recycled to the esterification step. The carboxylic acid-containing liquid underflow which is recycled to the esterification step is preferably cooled to a temperature in the range of 2540 ° C, preferably 25-35 ° C. This is usually done using a warm water cooler that operates at temperatures in the range 25-35 ° C, for example 30 ° C.

После охлаждения подпоток нижнего потока, который рециркулируется на этап этерификации, предпочтительно подают через устройство для удаления твердых примесей. Такое устройство предпочтительно представляет собой фильтр. Таким способом можно обеспечить удаление большой части нерастворенных твердых примесей, таких, например, как частицы полимера. Это позволяет, например, избежать засорения линий. Целесообразно предусмотреть фильтр с каналом обвода, подсоединение которого осуществляют таким образом, чтобы фильтр мог быть снят для очистки или для замены без остановки процесса.After cooling, the underflow substream, which is recycled to the esterification step, is preferably fed through a solids remover. Such a device is preferably a filter. In this way, you can ensure the removal of a large part of the undissolved solid impurities, such as, for example, polymer particles. This makes it possible, for example, to avoid clogging the lines. It is advisable to provide a filter with a bypass channel, the connection of which is carried out in such a way that the filter can be removed for cleaning or for replacement without stopping the process.

Еще один подпоток жидкого нижнего продукта проходит через испаритель с принудительной циркуляцией, затем его отводят при прохождении через нагреватель, из нагревателя отводят перегретый жидкий поток рециркуляции, который спускается в дистиллятор.Another sub-stream of liquid underflow passes through a forced circulation evaporator, then it is withdrawn while passing through the heater, a superheated liquid recirculation stream is withdrawn from the heater, which is released into the distiller.

- 8 035883- 8 035883

Давление, при котором жидкий нижний продукт отводят от дистиллятора и рециркулируют в дистиллятор, повышается в ходе перегрева. Спуск перегретого потока рециркуляции осуществляют через ограничитель потока. В результате этого происходит перегрев выше температуры кипения относительно давления внутри дистиллятора.The pressure at which the liquid underflow is withdrawn from the still and recirculated to the still is increased during superheating. The descent of the superheated recirculation stream is carried out through a flow restrictor. As a result, overheating occurs above the boiling point relative to the pressure inside the distiller.

При прохождении перегретой жидкости через ограничитель потока и ее подаче обратно в дистиллятор происходит быстрое испарение жидкости. Такое быстрое испарение, которому сопутствует существенное увеличение в объеме, приводит к ускорению потока, поступающего в дистиллятор, в результате чего снижается риск образования отложений, например, полимеров в точке подачи в дистиллятор. Следовательно, предпочтительно, чтобы ограничитель потока был размещен непосредственно перед точкой повторной подачи перегретой жидкости в дистиллятор или даже внутри него.As the superheated liquid passes through the flow restrictor and is fed back to the distiller, the liquid evaporates rapidly. This rapid evaporation, accompanied by a significant increase in volume, leads to an acceleration of the flow into the distiller, thereby reducing the risk of deposits, for example, polymers at the point of entry into the distiller. Therefore, it is preferable that the flow restrictor is located immediately upstream of the superheated liquid re-supply point to the distiller or even inside it.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения функционирование дистиллятора осуществляется известным способом с дозированной подачей ингибиторов полимеризации (стабилизаторов) в соответствующих точках, например в верхней части дистиллятора. Таким образом, предотвращается попадание парообразных соединений, подверженных полимеризации, или их конденсатов в емкостях и трубопроводах, которые не смачиваются раствором стабилизатора.In accordance with one embodiment of the invention, the operation of the distillation unit is carried out in a known manner with the metered supply of polymerization inhibitors (stabilizers) at appropriate points, for example in the upper part of the distillation unit. Thus, it prevents the ingress of vaporous compounds prone to polymerization or their condensates in tanks and pipelines that are not wetted with a stabilizer solution.

Предпочтительно, если при работе испарителя с принудительной циркуляцией увеличивается расход потока жидкости в нагревательном устройстве, например в трубном пучке теплообменника, по сравнению с расходом потока при работе испарителя с естественной циркуляцией. В результате этого обеспечивается постоянная очистка поверхностей теплообменника протекающим продуктом. Еще одним преимуществом изобретения является улучшенная теплопередача между теплообменником и нагретой жидкостью в результате повышенного расхода потока, при этом такая улучшенная теплопередача, в свою очередь, способствует предотвращению местного перегрева.Preferably, when the forced circulation evaporator is operating, the flow rate of the liquid in the heating device, for example in the tube bundle of the heat exchanger, increases as compared to the flow rate during the operation of the natural circulation evaporator. This ensures that the surfaces of the heat exchanger are constantly cleaned by the flowing product. Another advantage of the invention is improved heat transfer between the heat exchanger and the heated fluid as a result of the increased flow rate, while this improved heat transfer in turn helps to prevent local overheating.

При осуществления способа по изобретению в качестве устройства для перемещения потока используют насос, чтобы обеспечить принудительную циркуляцию потока в нагревательном устройстве. Такой насос предпочтительно размещается между линией удаления и нагревательным устройством, таким образом обеспечивается повышение давления потока, поступающего в нагреватель, для предотвращения испарения жидкости после указанного устройства. Для отвода жидкого потока нижнего продукта может использоваться еще один насос.In carrying out the method according to the invention, a pump is used as a flow-moving device in order to provide forced circulation of the flow in the heating device. Such a pump is preferably positioned between the discharge line and the heater, thereby increasing the pressure of the flow to the heater to prevent evaporation of the liquid downstream of the heater. Another pump can be used to remove the underflow liquid stream.

Предпочтительно к потоку, который подают в устройство для перемещения потока, добавляют состав для удаления загрязнений, который выбирают, например, из производных сукцинимида, коммерчески доступных под наименованием KOMAD, для защиты устройства от загрязнений, засорения и, как следствие, повреждения. Таким способом можно обеспечить удаление большой части нерастворенных твердых примесей, таких, например, как частицы полимера, до того как они попадут в нагреватель и вызовут засорение.Preferably, a decontamination composition is added to the stream which is fed to the flow transfer device, which is selected from, for example, succinimide derivatives commercially available under the name KOMAD to protect the device from contamination, clogging and consequent damage. In this way, it is possible to ensure that most of the undissolved solids, such as polymer particles, are removed before they enter the heater and cause fouling.

Могут использоваться обычные теплообменные устройства, предпочтительно используют теплообменник, в котором происходит непрямой теплообмен с нагревательной средой, в частности кожухотрубный теплообменник. Предпочтительно в рабочем положении теплообменник расположен горизонтально. Также вместо кожухотрубных теплообменников можно использовать пластинчатые или спиральные теплообменники, так как в этом случае, если поддерживается необходимый расход потока и подавляется испарение, могут быть обеспечены те же преимущества, что и для кожухотрубного теплообменника.Conventional heat exchange devices can be used, preferably a heat exchanger in which indirect heat exchange with the heating medium takes place, in particular a shell and tube heat exchanger. Preferably, in the operating position, the heat exchanger is horizontal. Also, instead of shell and tube heat exchangers, plate or spiral heat exchangers can be used, since in this case, if the required flow rate is maintained and evaporation is suppressed, the same advantages can be provided as for a shell and tube heat exchanger.

Также может осуществляться нагревание жидкости, отводимой из дистиллятора, с использованием электрической энергии.It is also possible to heat the liquid discharged from the distiller using electrical energy.

Используемые ограничители потока предпочтительно включают гаситель энергии потока, клапан, сужающийся патрубок, перфорированную пластину, форсунку, капиллярную трубку или комбинацию указанных устройств, в частности ограничитель потока представляет собой клапан. Например, может использоваться поворотный клапан с сегментным затвором. Особенно предпочтительно, если имеется возможность регулировки раскрытия ограничителя потока. С помощью этого давление в испарителе может поддерживаться выше давления кипения жидкости относительно давления во внутренней части дистиллятора в случае изменения расхода потока, что может происходить, например, в ходе запуска и выключения установки.The flow restrictors used preferably include a flow damper, a valve, a converting tube, a perforated plate, a nozzle, a capillary tube or a combination of these devices, in particular the flow restrictor is a valve. For example, a segmented butterfly valve can be used. It is particularly advantageous if it is possible to adjust the opening of the flow restrictor. By this, the pressure in the evaporator can be kept above the boiling pressure of the liquid relative to the pressure in the interior of the still in the event of a change in flow rate, which can occur, for example, during start-up and shutdown of the plant.

В устойчивом состоянии реагенты в реакторе находятся в виде раствора в целевом эфире, что обеспечивает возможность однородности реакции и, что особенно предпочтительно, позволяет осуществить отвод тепла. Таким образом, для запуска реактора он предпочтительно заполняется целевым эфиром. После этого в реактор вводят реагенты и катализатор, и реакция начинается.In a steady state, the reactants in the reactor are in the form of a solution in the target ether, which allows the reaction to be homogeneous and, particularly preferably, allows heat removal. Thus, for starting the reactor, it is preferably filled with the target ether. After that, reactants and catalyst are introduced into the reactor, and the reaction begins.

После запуска установки содержимое реактора предпочтительно подают в сборную емкость. Сборная емкость располагается в самой нижней точке установки, она соединена с реактором посредством отдельных линий. Таким образом, обеспечивается возможность быстрого опустошения реактора в случае утечки. Как правило, для этого не нужны насосные системы. Сборная емкость оборудована приспособлением для выравнивания давления и заполнена кислородсодержащим газом с содержанием кислорода 10 об.% или менее, предпочтительно 5 об.% кислорода или менее в инертном газе, предпочтительно в азоте. Охлаждение сборной емкости осуществляют с помощью насоса и внешнего теплообменника. Затем содержимое сборной емкости может перерабатываться отдельно.After starting up the plant, the contents of the reactor are preferably fed into a collecting vessel. The collecting tank is located at the lowest point of the installation, it is connected to the reactor through separate lines. Thus, it is possible to quickly empty the reactor in the event of a leak. As a rule, pumping systems are not required for this. The collection vessel is equipped with a pressure equalization device and is filled with an oxygen-containing gas with an oxygen content of 10 vol% or less, preferably 5 vol% oxygen or less in an inert gas, preferably nitrogen. The collecting tank is cooled using a pump and an external heat exchanger. The contents of the collection container can then be recycled separately.

- 9 035883- 9 035883

Реагенты, в частности карбоновую кислоту, предпочтительно используют практически в безводной форме. Поверхности, контактирующие с реакционными компонентами в процессе, предпочтительно состоят из материалов, обладающих технологической стойкостью к коррозионному воздействию используемой карбоновой кислоты, например из нержавеющей стали марки 1.4541 или 1.4571 или марок нержавеющей стали, имеющих, по меньшей мере, аналогичные характеристики стойкости к коррозионному воздействию. Из-за крайне низкого содержания воды в технологической системе, даже при использовании сильных неорганических кислот в качестве катализатора, коррозионное воздействие остается в пределах, соответствующих промышленной стойкости этих материалов. В установках по производству этилен-ненасыщенных эфиров очистку, как правило, необходимо осуществлять с использованием горячего раствора гидроксида натрия, в результате чего используемые материалы подвергают поочередно воздействию органической кислоты и чистящего средства на основе гидроксида натрия. Следовательно, для того, чтобы обеспечить надежность функционирования устройства в течение продолжительного времени, предпочтительно использовать так называемую дуплексную сталь, например сталь марки 1.4462.The reagents, in particular the carboxylic acid, are preferably used in substantially anhydrous form. The surfaces in contact with the reaction components in the process preferably consist of materials that are technologically resistant to the corrosive effects of the carboxylic acid used, for example stainless steel 1.4541 or 1.4571 or stainless steel grades having at least similar corrosion resistance characteristics. Due to the extremely low water content in the process system, even when strong inorganic acids are used as a catalyst, the corrosive effect remains within the range corresponding to the industrial resistance of these materials. In ethylenically unsaturated ester plants, cleaning typically needs to be carried out using a hot sodium hydroxide solution, exposing the materials used alternately with an organic acid and a sodium hydroxide cleaning agent. Therefore, in order to ensure the reliable operation of the device for a long time, it is preferable to use the so-called duplex steel, for example, steel grade 1.4462.

В тех зонах, где установку, помимо указанного коррозионного воздействия неорганических кислот и сильной неорганической кислоты, используемой в качестве катализатора, дополнительно подвергают воздействию высоких температур и механической нагрузки, например, в тонкопленочном испарителе для удаления кислотного катализатора из большей части органических веществ предпочтительно использовать материалы со значительно более высокой устойчивостью к коррозии, например материалы на основе никеля, такие как 2.4602, 2.4605, 2.4610 или 2.4819. Опыт показал, что эти материалы не только имеют более долгий срок службы, но также и существенный запас в случае незапланированного появления воды, которая в данном случае выступает в качестве фактора, способствующего коррозии, из-за еще меньшей скоростью удаления коррозионного материала по сравнению с нержавеющей сталью. Применение этих материалов обеспечивает преимущественные характеристики в случае работы устройства в аварийных условиях без риска быстрого прихода устройства в полную неисправность. В случае работы устройства в внештатной ситуации присутствие воды может быть обусловлено, например, ее случайным попаданием в систему, например, вместе с сырьем или вспомогательными материалами, содержащими воду, или в результате потери герметичности в системе охлаждения реактора или в конденсаторах, используемых для фракционной конденсации, или из-за утечки пара в процесс из устройств, нагрев которых осуществляется напрямую с использованием пара.In those zones where the installation, in addition to the specified corrosive effects of inorganic acids and a strong inorganic acid used as a catalyst, is additionally subjected to high temperatures and mechanical stress, for example, in a thin-film evaporator to remove the acid catalyst from most organic substances, it is preferable to use materials with significantly better corrosion resistance, such as nickel-based materials such as 2.4602, 2.4605, 2.4610 or 2.4819. Experience has shown that these materials not only have a longer service life, but also a significant margin in the event of an unplanned appearance of water, which in this case acts as a factor contributing to corrosion, due to an even lower rate of removal of corrosive material compared to stainless steel. steel. The use of these materials provides advantageous characteristics in case of operation of the device in emergency conditions without the risk of a rapid arrival of the device in complete malfunction. In the case of operation of the device in an emergency situation, the presence of water can be caused, for example, by its accidental ingress into the system, for example, together with raw materials or auxiliary materials containing water, or as a result of loss of tightness in the reactor cooling system or in condensers used for fractional condensation. , or due to steam leakage into the process from devices that are heated directly using steam.

Для очистки реактора пустой реактор предпочтительно заполняется раствором гидроксида натрия (например, 5 мас.% в деминерализованной воде), который нагрет приблизительно до 80°C, и осуществляется циркуляция раствора в растворе. Затем происходит утилизация охлажденных водных щелочных растворов, которые остаются после завершения очистки, при необходимости после соответствующей обработки в установке очистки стоков (например, в водоочистной установке). После того как реактор был очищен, в частности, когда из него были удалены органические загрязнения, остатки раствора в системе реактора или в компонентах установки, которые требуют дополнительной очистки, могут быть удалены путем промывки водой.For cleaning the reactor, the empty reactor is preferably filled with a sodium hydroxide solution (eg 5% by weight in demineralized water) which is heated to about 80 ° C. and the solution circulated in the solution. This is followed by the disposal of cooled aqueous alkaline solutions, which remain after the completion of cleaning, if necessary, after appropriate treatment in a wastewater treatment plant (for example, in a water treatment plant). After the reactor has been cleaned, in particular when organic contaminants have been removed from it, residual solution in the reactor system or in plant components that require additional cleaning can be removed by flushing with water.

Изобутен является легковоспламеняемым веществом, которое в присутствии кислорода может образовывать взрывоопасные смеси, способные воспламеняться вблизи горячих поверхностей при определенных концентрациях кислорода. При стандартных рабочих условиях функционирование установки при запуске и выключении осуществляется таким образом, чтобы концентрация кислорода в газовой фазе постоянно сохранялась ниже предела взрываемости. Для этого перед запуском осуществляют промывку установки и ее заполнение предпочтительно кислородсодержащим газом с содержанием кислорода 10 об.% или менее, предпочтительно 6 об.% кислорода или менее в смеси с инертным газом, предпочтительно с азотом. Предпочтительно такой кислородсодержащий газ представляет собой бедный кислородом воздух с содержанием кислорода 10 об.% или менее, который получают, например, путем разбавления воздуха молекулярным азотом. Предпочтительно подачу всех компонентов в процесс осуществляют в атмосфере бедного кислородом воздуха. Полное исключение кислорода нежелательно, в частности, когда для обеспечения эффективности одного из стабилизаторов, описанных ниже, требуется кислород. Если в ходе процесса происходит потребление кислорода предпочтительно в соответствующих точках, например в нижней части дистиллятора, осуществляется непрерывная подача свежего бедного кислородом воздуха. При использовании бедного кислородом воздуха состав газовой фазы не достигает взрывоопасного диапазона концентрации кислорода даже в случае неоднородного состава газовой фазы.Isobutene is a highly flammable substance that, in the presence of oxygen, can form explosive mixtures that can ignite near hot surfaces at certain oxygen concentrations. Under standard operating conditions, the operation of the unit during start-up and shutdown is carried out in such a way that the oxygen concentration in the gas phase is constantly kept below the explosive limit. To this end, the installation is flushed and filled with an oxygen-containing gas with an oxygen content of 10 vol% or less, preferably 6 vol% oxygen or less, in a mixture with an inert gas, preferably nitrogen, before starting. Preferably, such an oxygen-containing gas is oxygen-poor air with an oxygen content of 10 vol% or less, which is obtained, for example, by diluting the air with molecular nitrogen. Preferably, all components are fed into the process in an oxygen-poor atmosphere. The complete elimination of oxygen is undesirable, particularly when oxygen is required to ensure the effectiveness of one of the stabilizers described below. If oxygen is consumed during the process, preferably at appropriate points, for example at the bottom of the still, a continuous supply of fresh oxygen-poor air is carried out. When using oxygen-poor air, the composition of the gas phase does not reach the explosive range of oxygen concentration even in the case of non-uniform composition of the gas phase.

Для того, чтобы обнаружить утечки воздуха, в частности, в компоненты установки, функционирование которых осуществляется при пониженном давлении, в различных точках установки предпочтительно установлены приборы для оперативного измерения содержания кислорода. Более предпочтительно такие приборы для оперативного измерения содержания кислорода установлены в линиях неконденсирующихся паров, полученных на этапе фракционной конденсации.In order to detect air leaks, in particular in plant components operating at reduced pressure, instruments for on-line oxygen measurement are preferably installed at various points in the plant. More preferably, such instruments for on-line oxygen measurement are installed in the non-condensable vapor lines obtained from the fractional condensation step.

Реактор полностью заполнен жидкостью, следовательно, предпочтительно в нем должна быть предусмотрена защита от температурного расширения в виде предохранительного клапана. Кроме того, в реакторе предпочтительно должна быть предусмотрена система быстрой изоляции, опустошения и деThe reactor is completely filled with liquid, therefore, it should preferably be protected against thermal expansion in the form of a safety valve. In addition, the reactor should preferably be provided with a system for rapid isolation, emptying and de

- 10 035883 компрессии (SAEES), с помощью которой может осуществляться сброс всего содержимого реактора в случае потери герметичности без контакта с окружающей средой в вентилируемую сборную емкость, безопасная эвакуация которой может осуществляться в случае возникновения опасности взрыва. Охлаждение содержимого такой сборной емкости предпочтительно может осуществляться с помощью теплообменного устройства для возможности контролируемого удаления, при необходимости, тепла, выделяющегося в результате дальнейшей реакции. Сборная емкость и ее специальные устройства предпочтительно имеют такую конфигурацию, чтобы ее содержимое могло подаваться обратно в процесс в различных точках.- 10 035883 compression (SAEES), with the help of which the entire contents of the reactor can be dumped in the event of loss of tightness without contact with the environment into a ventilated collection vessel, the safe evacuation of which can be carried out in the event of an explosion hazard. The cooling of the contents of such a collecting vessel can preferably be carried out by means of a heat exchange device in order to enable controlled removal, if necessary, of the heat generated by the further reaction. The collecting container and its special devices are preferably configured so that its contents can be fed back into the process at various points.

Карбоновые кислоты, используемые в настоящем процессе, если они имеют этилен-ненасыщенные группы, могут быть в значительной степени способны к полимеризации, в частности, при относительно высокой температуре. Эти соединения зачастую подвергают воздействию высоких температур, в частности, в ходе процесса дистилляции, что может повлечь за собой нежелательную свободнорадикальную полимеризацию. Вследствие такой полимеризации происходит загрязнение устройства, засорение трубопроводов и насосов и накопление отложений на тарелках колонны и поверхностях теплообменного устройства. Очистка установки требует больших усилий и затрат, а также может стать причиной загрязнения окружающей среды, кроме того, из-за необходимости проведения очистки снижается коэффициент использования мощности установки. Во-вторых, из-за неконтролируемой свободнорадикальной полимеризации может возникать угроза производственной безопасности. Полимеризацию такого типа можно предотвратить с использованием соответствующих стабилизаторов.The carboxylic acids used in the present process, if they have ethylenically unsaturated groups, can be substantially polymerizable, in particular at relatively high temperatures. These compounds are often exposed to high temperatures, in particular during the distillation process, which can lead to undesirable free radical polymerization. This polymerization results in fouling of the device, clogging of pipelines and pumps, and accumulation of deposits on the column plates and the surfaces of the heat exchanger. The cleaning of the installation requires a lot of effort and expense, and can also cause environmental pollution, in addition, due to the need for cleaning, the power utilization of the installation decreases. Secondly, due to uncontrolled free radical polymerization, there can be a threat to industrial safety. This type of polymerization can be prevented by using appropriate stabilizers.

Для подавления полимеризации, как правило, используют стабилизаторы или ингибиторы полимеризации. Такие стабилизаторы обычно представляют собой твердые вещества, которые подают в процесс в виде раствора. Получение растворов стабилизатора предпочтительно осуществляют партиями.Polymerization stabilizers or inhibitors are generally used to suppress polymerization. Such stabilizers are usually solids that are fed into the process as a solution. The stabilizer solutions are preferably prepared in batches.

Соответствующими стабилизаторами являются, например, соединения N-оксила, нитрозосоединения, фенольные соединения, фенотиазины и их смеси. Активность стабилизаторов, подавляющая полимеризацию, как правило, усиливается в присутствии молекулярного кислорода. В некоторых случаях присутствие молекулярного кислорода совершенно необходимо для того, чтобы стабилизатор был эффективен. Следовательно, предпочтительно, чтобы в установке присутствовал молекулярный кислород.Suitable stabilizers are, for example, N-oxyl compounds, nitroso compounds, phenolic compounds, phenothiazines and mixtures thereof. The polymerization inhibiting activity of stabilizers is generally enhanced in the presence of molecular oxygen. In some cases, the presence of molecular oxygen is absolutely necessary for the stabilizer to be effective. Therefore, it is preferred that molecular oxygen is present in the plant.

Соответствующие соединения N-оксила включают 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин (TEMPO), 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ол (4-HT), 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-он, 1-оксил2,2,6,6-тетраметил-4-н-пропоксипиперидин, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-(2-метоксиэтокси)пиперидин, 1 -оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-(2-метоксиэтоксиацетокси)-пиперидин; 1 -оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил стеарат, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил ацетат, 1-оксил-2,2,6,6тетраметилпиперидин-4-ил бутират, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил 2-этилгексаноат, 1оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил октаноат, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил лаурат, 1оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил бензоат, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил 4-третбутилбензоат, бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил) сукцинат, бис-(1-оксил-2,2,6,6тетраметилпиперидин-4-ил)адипат, бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)себакат, бис-(1оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил) н-бутилмалонат, бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4ил)фталат, бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)изофталат, бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)терефталат, бис-( 1 -оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)гексагидротерефталат, 1 оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-аллилоксипиперидин, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-ацетамидопиперидин, 1оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-(№бутилформамидо)пиперидин, ^^-бис-(1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)адипамид, N-(1 -оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)капролактам, N-(1 -оксил2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ил)додецилсукцинимид, 2,4,6-трис-(№бутил-Ы-(1-оксил-2,2,6,6тетраметилпиперидин-4-ил] -с-триазин, 4,4'-этиленбис-( 1 -оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперазин-3 -он), 1 оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-(2,3-дигидрооксипропокси)пиперидин, 1-оксил-2,2,6,6-тетраметил-4-(2гидрокси-4-оксапентокси)пиперидин, ди-трет-бутилнитроксил и 4,4',4-трис-(2,2,6,6-тетраметилпиперидинооксил) фосфит.Suitable N-oxyl compounds include 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine (TEMPO), 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-ol (4-HT), 1-oxyl- 2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-one, 1-oxyl2,2,6,6-tetramethyl-4-n-propoxypiperidine, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4- (2 -methoxyethoxy) piperidine, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4- (2-methoxyethoxyacetoxy) piperidine; 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl stearate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl acetate, 1-oxyl-2,2,6,6tetramethylpiperidine- 4-yl butyrate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl 2-ethylhexanoate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl octanoate, 1-oxyl-2,2 , 6,6-tetramethylpiperidin-4-yl laurate, 1oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl benzoate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl 4-tert-butyl benzoate, bis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) succinate, bis- (1-oxyl-2,2,6,6tetramethylpiperidin-4-yl) adipate, bis- (1-oxyl -2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) sebacate, bis- (1oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) n-butylmalonate, bis- (1-oxyl-2,2 , 6,6-tetramethylpiperidin-4yl) phthalate, bis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) isophthalate, bis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine -4-yl) terephthalate, bis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) hexahydroterephthalate, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4-allyloxypiperidine, 1-oxyl -2,2,6,6-tetramethyl-4-acetamidopiperidine, 1oxyl-2,2,6,6-tetram methyl-4- (N-butylformamido) piperidine, ^^ - bis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) adipamide, N- (1-oxyl-2,2,6,6 -tetramethylpiperidin-4-yl) caprolactam, N- (1-oxyl2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-yl) dodecyl succinimide, 2,4,6-tris- (N-butyl-N- (1-oxyl-2 , 2,6,6 tetramethylpiperidin-4-yl] -s-triazine, 4,4'-ethylenebis- (1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperazin-3-one), 1 oxyl-2,2, 6,6-tetramethyl-4- (2,3-dihydroxypropoxy) piperidine, 1-oxyl-2,2,6,6-tetramethyl-4- (2hydroxy-4-oxapentoxy) piperidine, di-tert-butylnitroxyl and 4, 4 ', 4-tris- (2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxyl) phosphite.

Особенно эффективно может использоваться 1-оксил-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-4-ол (4-HT).1-oxyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidin-4-ol (4-HT) can be used particularly effectively.

Соответствующие нитрозосоединения включают нитрозофенол, N-нитрозодифениламин, изоамилнитрит, N-нитрозоциклогексилгидроксиламин, №нитрозо-Ы-фенилгидроксиламин и их соли.Suitable nitroso compounds include nitrosophenol, N-nitrosodiphenylamine, isoamyl nitrite, N-nitrosocyclohexylhydroxylamine, N-nitroso-N-phenylhydroxylamine, and salts thereof.

Соответствующие фенольные соединения включают гидрохинон, 2-метоксифенол, 3-метоксифенол, 4-метоксифенол (MEHQ), 2-этоксифенол, 3-этоксифенол и 4-этоксифенол. Особенно эффективно может использоваться 4-метоксифенол (MEHQ).Suitable phenolic compounds include hydroquinone, 2-methoxyphenol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol (MEHQ), 2-ethoxyphenol, 3-ethoxyphenol, and 4-ethoxyphenol. 4-Methoxyphenol (MEHQ) can be used especially effectively.

Соответствующие фенотиазины включают фенотиазин (PTZ), 2-метилфенотиазин, 2октилфенотиазин, 2-нонилфенотиазин, 2,8-диметилфенотиазин, 3,7-диметилфенотиазин, 3,7диэтилфенотиазин, 3,7-дибутилфенотиазин, 3,7-диоктилфенотиазин и 2,8-диоктилфенотиазин, 3,7динонилфенотиазин, 2,8-динонилфенотиазин, 2-(а,а-диметилбензил)фенотиазин, 3,7-бис-(а,адиметилбензил)фенотиазин и 2,8-бис-(а,а-диметилбензил)фенотиазин. Особенно эффективно может использоваться фенотиазин (PTZ).Suitable phenothiazines include phenothiazine (PTZ), 2-methylphenothiazine, 2-octylphenothiazine, 2-nonylphenothiazine, 2,8-dimethylphenothiazine, 3,7-dimethylphenothiazine, 3,7-diethylphenothiazine, 3,7-dibiazinyl-3,8 dioctylphenothiazine, 3,7dinonylphenothiazine, 2,8-dinonylphenothiazine, 2- (a, a-dimethylbenzyl) phenothiazine, 3,7-bis- (a, adimethylbenzyl) phenothiazine and 2,8-bis- (a, a-dimethylbenzyl) phenothiazine ... Phenothiazine (PTZ) can be used especially effectively.

Также возможно применение нескольких стабилизаторов. Стабилизаторы, как правило, используютIt is also possible to use several stabilizers. Stabilizers are usually used

- 11 035883 в количестве приблизительно 2-2000 ч./млн из расчета на общее количество карбоновой кислоты и изобутена.- 11 035883 in an amount of about 2-2000 ppm based on the total amount of carboxylic acid and isobutene.

Предпочтительно стабилизатор добавляют в растворе с растворителем. Соответствующими растворителями, в принципе, являются все растворители, в которых может растворяться определенный стабилизатор, и которые могут смешиваться с жидкой фазой, которую необходимо стабилизировать. В качестве растворителя может использоваться жидкость, которую в любом случае используют в процессе, прежде всего, чтобы избежать загрязнения (внешними) растворителями, которые не нужны для процесса, или чтобы не возникало необходимости удалять внешний растворитель. Особенно предпочтительно в качестве растворителя используют чистый целевой эфир.Preferably, the stabilizer is added in solution with a solvent. Suitable solvents are, in principle, all solvents in which a particular stabilizer can dissolve and which can be miscible with the liquid phase to be stabilized. The solvent can be a liquid that is in any case used in the process, primarily to avoid contamination by (external) solvents that are not needed for the process, or so that there is no need to remove external solvent. Especially preferably, pure target ester is used as solvent.

При подаче стабилизатора, как правило, осуществляют регулирование его количества с помощью насосов; предпочтительно для лучшего распределения происходит распыление раствора стабилизатора с помощью распылительных устройств, таких как распылительные форсунки.When the stabilizer is supplied, as a rule, its amount is regulated by means of pumps; preferably, for better distribution, the stabilizer solution is sprayed with spray devices such as spray nozzles.

Некоторые из указанных стабилизаторов обладают эффективностью лишь в присутствии кислорода, например MEHQ, поэтому предпочтительно, например, если в воздухе будет относительно высокая концентрация кислорода. С другой стороны, концентрация кислорода должна быть ограничена относительно низкими значениями, чтобы не происходило образование взрывоопасных смесей. Процесс осуществляют таким образом, чтобы концентрация кислорода в газовой фазе во всех соответствующих точках постоянно сохранялась ниже предела взрываемости. Объемное соотношение кислорода и азота во всех газовых смесях, используемых на этапах a)-d), предпочтительно находится в диапазоне 0,03-0,11.Some of these stabilizers are effective only in the presence of oxygen, for example MEHQ, so it is preferable, for example, if the air contains a relatively high concentration of oxygen. On the other hand, the oxygen concentration must be limited to relatively low values to avoid the formation of explosive mixtures. The process is carried out in such a way that the concentration of oxygen in the gas phase at all relevant points is constantly kept below the explosive limit. The volume ratio of oxygen to nitrogen in all gas mixtures used in steps a) to d) is preferably in the range of 0.03-0.11.

В частности, жидкая фаза имеет тенденцию к полимеризации при пониженных концентрациях стабилизаторов, а в некоторых случаях - при пониженных концентрациях кислорода. Так как стабилизаторы, как правило, не являются летучими, они накапливаются в нижней части определенной системы испарения на этапах испарения. Следовательно, обычно после испарения способных к полимеризации соединений необходимо добавлять стабилизатор снова, когда происходит конденсация соединений, так как полученный конденсат, как правило, практически не содержит стабилизатора.In particular, the liquid phase tends to polymerize at lower concentrations of stabilizers, and in some cases at lower oxygen concentrations. Since stabilizers are generally not volatile, they accumulate at the bottom of a particular evaporation system during the evaporation stages. Consequently, it is usually necessary to add the stabilizer after evaporation of the polymerizable compounds when condensation of the compounds occurs, since the resulting condensate usually contains practically no stabilizer.

Способ по изобретению включает множество технологических этапов, на которых используют разные смеси веществ с разнообразными составами при различных технологических условиях. Для того, чтобы обеспечить безопасность и экономическую целесообразность работы установки, необходимо варьировать добавляемые в каждом случае стабилизаторы, которые подают в процесс в различных точках.The method according to the invention includes many technological stages, which use different mixtures of substances with different compositions under different technological conditions. In order to ensure the safety and economic feasibility of the plant, it is necessary to vary the stabilizers added in each case, which are fed into the process at different points.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения в случае реакции карбоновой кислоты с изобутеном используют стабилизатор, выбранный из фенотиазинов, более предпочтительно используют PTZ. Используемая (мет)акриловая кислота уже могла быть предварительно стабилизирована с помощью PTZ, что особенно предпочтительно при запуске установки. В реактор может осуществляться дозированное добавление дополнительных количеств PTZ. В ходе частичного испарения этерификационной смеси для удаления кислотного катализатора происходит дистилляция PTZ в жидкую фазу компонентов с высокой температурой кипения, которая отделяется от основного потока, содержащего продукт. Жидкая фаза компонентов с высокой температурой кипения предпочтительно рециркулируется обратно в реактор, таким образом, как правило, необходима непрерывная подача в процесс лишь незначительных дополнительных количеств свежего PTZ.In a preferred embodiment of the invention, in the case of the reaction of the carboxylic acid with isobutene, a stabilizer selected from phenothiazines is used, more preferably PTZ is used. The (meth) acrylic acid used may already have been pre-stabilized by PTZ, which is especially preferred when starting up the installation. Additional quantities of PTZ can be metered into the reactor. During the partial evaporation of the esterification mixture to remove the acid catalyst, the PTZ is distilled into a liquid phase of the high boiling point components, which is separated from the main stream containing the product. The liquid phase of the high boiling point components is preferably recirculated back to the reactor, thus, as a rule, only small additional amounts of fresh PTZ need to be fed continuously to the process.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения осуществляют добавление стабилизатора, выбранного из соединений N-оксила, на этап конденсации. Более предпочтительно осуществляют добавление раствора 4-HT в целевой эфир. Стабилизатор предпочтительно подают в месте подачи пара в конденсатор, в случае двухэтапной частичной конденсации - в точке подачи пара в первый конденсатор. Этот стабилизатор также подают во второй конденсатор вместе с потоком рециркуляции конденсата в точке подачи пара во второй конденсатор.In a preferred embodiment of the invention, a stabilizer selected from N-oxyl compounds is added to the condensation step. More preferably, the 4-HT solution is added to the target ester. The stabilizer is preferably fed at the point where steam is fed to the condenser, in the case of a two-stage partial condensation at the point where the steam is fed to the first condenser. This stabilizer is also fed to the second condenser along with the condensate recycle stream at the point where steam is fed to the second condenser.

Предпочтительно стабилизацию колонны дистилляции компонентов с низкой температурой кипения осуществляют с использованием стабилизатора, выбранного из соединений N-оксила, более предпочтительно с использованием стабилизатора, который представляет собой 4-HT. Исходный поток, подаваемый в колонну дистилляции компонентов с низкой температурой кипения, содержит 4-HT с предыдущего этапа, дополнительно количество 4-HT добавляют в верхней части колонны дистилляции компонентов с низкой температурой кипения, в частности в точке подачи первого конденсатора, и проходит в колонну дистилляции компонентов с низкой температурой кипения вместе с обратным потоком конденсата.Preferably, the stabilization of the low boiling point distillation column is carried out using a stabilizer selected from N-oxyl compounds, more preferably using a stabilizer that is 4-HT. The initial stream supplied to the column for distillation of components with a low boiling point contains 4-HT from the previous stage, an additional amount of 4-HT is added at the top of the column for distillation of components with a low boiling point, in particular at the point of supply of the first condenser, and passes into the column distillation of components with a low boiling point together with a return flow of condensate.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения стабилизатор выбран из соединений Nоксила, более предпочтительно представляет собой 4-HT, при этом стабилизатор подают во входное отверстие дистиллятора.In a preferred embodiment, the stabilizer is selected from Noxyl compounds, more preferably 4-HT, the stabilizer being fed into the inlet of the still.

Стабилизация нижней части и отпарной секции дистиллятора происходит с использованием соединений N-оксила. Предпочтительно стабилизацию ректификационной секции дистиллятора не осуществляют с помощью соединений N-оксила, так как невозможно полностью предотвратить их попадание в продукт. Присутствие соединений N-оксила в целевом эфире нежелательно, так как они могут привести к потере цвета продуктом и веществами, полученными из него. Таким образом, в ректификационную секцию подают стабилизатор, выбранный из соединений фенола, в частности стабилизатор представляетStabilization of the bottom and stripping section of the distillation unit takes place using N-oxyl compounds. Preferably, the stabilization of the distillation section of the still is not carried out with N-oxyl compounds, since they cannot be completely prevented from entering the product. The presence of N-oxyl compounds in the target ester is undesirable, as they can lead to a loss of color in the product and substances derived from it. Thus, a stabilizer selected from phenol compounds is fed to the rectification section, in particular, the stabilizer is

- 12 035883 собой MEHQ. Этот стабилизатор также используют для стабилизации продукта, следовательно, он не имеет негативного эффекта, и нет необходимости в его удалении на последующих этапах. Предпочтительно MEHQ добавляют к потоку циркуляции через конденсаторы и/или его добавляют в обратный поток конденсата, поступающий в дистиллятор. Это осуществляют соответствующим образом путем впрыскивания через форсунку, установленную в центре выходного отверстия испарительной трубки.- 12 035883 is MEHQ. This stabilizer is also used to stabilize the product, therefore it has no negative effect and does not need to be removed in subsequent steps. Preferably, MEHQ is added to the recycle stream through the condensers and / or is added to the condensate return stream to the distillation unit. This is done suitably by injection through a nozzle located at the center of the outlet of the evaporator tube.

Для того, чтобы обеспечить эффективность MEHQ, в нижнюю часть дистиллятора предпочтительно производили подачу газа, содержащего молекулярный кислород, предпочтительно воздуха, бедного кислородом (5 об.% кислорода в азоте). Эти меры позволяют предотвратить образование полимеров в конденсаторах, испарительных трубках и в дистилляторе или, по меньшей мере, предотвратить его до такой степени, что обеспечивается возможность экономически целесообразной эксплуатации установки без необходимости временного прекращения эксплуатации с целью проведения очистки.In order to ensure the efficiency of the MEHQ, a gas containing molecular oxygen, preferably oxygen-poor air (5 vol% oxygen in nitrogen), is preferably fed to the bottom of the still. These measures prevent the formation of polymers in the condensers, evaporator tubes and in the distiller, or at least prevent it to such an extent that it is possible to economically operate the installation without the need to temporarily shut down for cleaning purposes.

Настоящее изобретение более подробно поясняется следующими примерами и схемами.The present invention is illustrated in more detail by the following examples and diagrams.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема установки для осуществления способа по изобретению.FIG. 1 shows a schematic diagram of an installation for carrying out the method according to the invention.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема дистиллятора для дистилляционной очистки.FIG. 2 shows a schematic diagram of a distiller for distillation purification.

На фиг. 3 показано дифференциальное давление в дистилляторе в соответствии с фиг. 2, в котором используют испаритель с естественной циркуляцией без нагрева верхней части дистиллятора, в функциональной зависимости от времени.FIG. 3 shows the differential pressure in the still according to FIG. 2, which uses a natural circulation evaporator without heating the top of the still, as a function of time.

На фиг. 4 показана мощность нагрева в дистилляторе в соответствии с фиг. 2, в котором используют испаритель с естественной циркуляцией с нагревом верхней части дистиллятора, в виде потребления пара в функциональной зависимости от времени.FIG. 4 shows the heating power in the distiller according to FIG. 2, which uses a natural circulation evaporator to heat the top of the still, in the form of steam consumption as a function of time.

На фиг. 5 показаны дифференциальное давление и мощность нагрева (в виде потребления пара) в дистилляторе в соответствии с фиг. 2, в котором используют испаритель с принудительной циркуляцией и с нагревом верхней части дистиллятора, в функциональной зависимости от времени.FIG. 5 shows the differential pressure and heating power (in terms of steam consumption) in the distiller in accordance with FIG. 2, which uses a forced circulation evaporator with heated top of the distiller, functionally versus time.

В соответствии с фиг. 1 с помощью смешивающего устройства M1 происходит подача алифатической С1-С4 карбоновой кислоты, стабилизатора I1 и кислотного катализатора в виде смеси в реактор R1 через линию 1 и форсунку E1 (не показано на фиг. 1). Подачу изобутена осуществляют в нижнюю часть реактора R1. Через форсунку E1 производили подачу в реактор R1 несконденсировавшихся парообразных потоков B3 и B6, содержащих изобутен, из конденсаторов C2 и C4. Конденсат из конденсатора W1 обратного потока подают в реактор R1.Referring to FIG. 1, the mixing device M1 supplies the aliphatic C1-C4 carboxylic acid, the stabilizer I1 and the acid catalyst in the form of a mixture to the reactor R1 through line 1 and the nozzle E1 (not shown in FIG. 1). Isobutene is fed to the bottom of the reactor R1. Through the nozzle E1, non-condensed vapor streams B3 and B6 containing isobutene were fed into the reactor R1 from condensers C2 and C4. The condensate from the reverse flow condenser W1 is fed to the reactor R1.

В реакторе R1 происходит реакция присоединения изобутена и алифатической С1-С4 карбоновой кислоты. Реактор имеет четыре охлаждаемых зоны реакции. Реакционные зоны разделены посредством разделительных пластин, переход из одной реакционной зоны в другую представляет собой отверстие малого сечения. Происходило смешивание реагентов в реакторе с помощью форсунки E1 и в результате завихрений при переходе из одной зоны в следующую.In the reactor R1, the reaction of addition of isobutene and aliphatic C1-C4 carboxylic acid takes place. The reactor has four cooled reaction zones. The reaction zones are separated by means of dividing plates, the transition from one reaction zone to another is a small hole. The reagents were mixed in the reactor using the E1 nozzle and as a result of vortices during the transition from one zone to the next.

Жидкий реакционный продукт G1 отводят в верхней части реактора R1 с помощью регулятора уровня, чтобы создать постоянную границу жидкой и газовой фаз. Газовую фазу, состоящую преимущественно из инертных газов, изобутена и незначительных количеств трет-бутилового эфира, подают в конденсатор W1 обратного потока через линию 2. Конденсат из конденсатора W1 обратного потока содержит изобутен и акриловую кислоту и подают в реактор R1 через линию 3. Газовую фазу из конденсатора W1 обратного потока отводят из процесса в качестве отходящего газа через линию 4.The liquid reaction product G1 is withdrawn at the top of the reactor R1 by means of a level controller to create a constant liquid-gas interface. The gas phase, consisting mainly of inert gases, isobutene and minor amounts of tert-butyl ether, is fed to the reverse flow condenser W1 through line 2. The condensate from the reverse flow condenser W1 contains isobutene and acrylic acid and is fed to the reactor R1 through line 3. Gas phase from the condenser W1, the reverse flow is removed from the process as an off-gas via line 4.

Жидкий реакционный продукт G1 отводят через сторону в верхней части реактора R1 и подают при регулировании количества в блок V1 испарения, состоящий из испарителя с падающей пленкой и сепарационной емкости (отдельно не показаны на фиг. 1). Давление жидкого реакционного продукта снижается с помощью дроссельного клапана (не показан на фиг. 1) от значения давления в реакторе до пониженного давления, при котором затем происходит удаление катализатора. В испарителе с падающей пленкой блока V1 испарения происходит частичное выпаривание реакционной смеси, и ее подают далее в сепарационную емкость. Сепарационная емкость предпочтительно включает каплеуловитель для достаточно надежного удаления попавших в реакционную смесь компонентов с высокой температурой кипения, таких как серная кислота и стабилизатор I1. Негазообразные компоненты собирают в сепарационной емкости в виде первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1 и охлаждают с помощью внешнего охладителя (не показан на фиг. 1) для того, чтобы предотвратить обратную реакцию присутствующего трет-бутилового эфира с получением карбоновой кислоты и изобутена.The liquid reaction product G1 is withdrawn through the side in the upper part of the reactor R1 and is fed with controlled quantity to an evaporation unit V1, consisting of a falling film evaporator and a separation vessel (not shown separately in FIG. 1). The pressure of the liquid reaction product is reduced by a throttle valve (not shown in Fig. 1) from the pressure in the reactor to a reduced pressure, at which the catalyst is then removed. In the falling film evaporator of the evaporation unit V1, the reaction mixture is partially evaporated and fed further to the separation vessel. The separation vessel preferably includes a droplet separator to sufficiently reliably remove high boiling point components such as sulfuric acid and stabilizer I1 entrained in the reaction mixture. The non-gaseous components are collected in the separation vessel as the first phase of the high boiling point SPh1 components and cooled with an external cooler (not shown in FIG. 1) in order to prevent the present tert-butyl ester from re-reacting to produce carboxylic acid and isobutene.

Часть первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1 подают при регулировании количества в тонкопленочный испаритель V2 для того, чтобы обеспечить дальнейшее удаление карбоновой кислоты или трет-бутилового эфира газообразной форме. Газовая фаза, полученная в тонкопленочном испарителе V2, рециркулируется в сепарационную емкость блока V1 испарения через линию 5, в то время как часть второй жидкой фазы компонентой с высокой температурой кипения SPh2 подают в отстойник A1. Предпочтительно для предварительного нагрева исходного потока, подаваемого в тонкопленочный испаритель блока V1 испарения, используют подпотоки второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2. Путем варьирования горячих подпотоков можно варьировать состав исходного потока, подаваемого в тонкопленочный испаритель блока V1 испарения, и температуру исходного потока.A portion of the first phase of the components with high boiling point SPh1 is fed, while adjusting the amount, to the thin-film evaporator V2 in order to further remove the carboxylic acid or tert-butyl ether in gaseous form. The gas phase obtained in the thin-film evaporator V2 is recirculated to the separation vessel of the evaporation unit V1 via line 5, while part of the second liquid phase is fed to the settler A1 by the high boiling point component SPh2. Preferably, substreams of the second phase of the components with a high boiling point SPh2 are used to preheat the feed stream fed to the thin film evaporator of the evaporation unit V1. By varying the hot substreams, it is possible to vary the composition of the feed stream supplied to the thin film evaporator of the evaporation unit V1 and the temperature of the feed stream.

- 13 035883- 13 035883

Еще одна часть первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1 и еще одна часть второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 рециркулируются в реактор R1 совместно или по отдельности в каждом случае, с регулированием количества фазы, через форсунку E1 (рециркуляция второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 не показана на фиг. 1).Another part of the first phase of the components with a high boiling point SPh1 and another part of the second phase of the components with a high boiling point SPh2 are recycled to the reactor R1 jointly or separately in each case, with the regulation of the amount of phase, through the nozzle E1 (recirculation of the second phase of the components with high boiling point SPh2 is not shown in Fig. 1).

В конденсаторах C1 и C2 происходит фракционная конденсация газообразных компонентов из сепарационной емкости блока V1 испарения, пар B1 из конденсатора C1 подают в конденсатор C2: Добавление стабилизатора I2 осуществляют в верхней части конденсатора C1, а стабилизатора I3 - в верхней части конденсатора C2. Для охлаждения конденсатора С1 можно использовать, например, речную воду или охладительную воду с такой же температурой, в то время как в конденсаторе C2 используют рассольное охлаждение. Пар B3, конденсация которого не произошла в конденсаторе C2, подают в реактор R1 через форсунку E1.In condensers C1 and C2, fractional condensation of gaseous components from the separation tank of the evaporation unit V1 occurs, steam B1 from condenser C1 is fed to condenser C2: The addition of stabilizer I2 is carried out in the upper part of condenser C1, and stabilizer I3 is added in the upper part of condenser C2. To cool the condenser C1, for example, river water or cooling water with the same temperature can be used, while in the condenser C2, brine cooling is used. Steam B3, which has not condensed in the condenser C2, is fed to the reactor R1 through the nozzle E1.

Конденсаты K1 и K2, полученные в конденсаторах C1 и C2, объединяют и подают в сторону дистилляционной колонны D1. В дистилляционной колонне D1 осуществляют удаление компонентов с низкой температурой кипения, в частности диизобутена и изобутена. Нижнюю часть дистилляционной колонны D1 нагревают с помощью циркуляционного испарителя (не показан на фиг. 1), с помощью этого происходит нагнетание части нижнего продукта при циркуляции. Компоненты с низкой температурой кипения B4 удаляют в виде пара в верхней части дистилляционной колонны D1, и происходит их фракционная конденсация в конденсаторах C3 и C4. Пар B5 из конденсатора C3 подают в конденсатор C4. Для охлаждения конденсатора C3 можно использовать, например, речную воду или охладительную воду с такой же температурой, в то время как в конденсаторе C4 используют рассольное охлаждение. Пар B6, конденсация которого не произошла в конденсаторе C4, подают в реактор R1 через форсунку E1. Добавление стабилизатора I4 осуществляют в верхней части конденсатора C3. Конденсаты K3 и K4, полученные в конденсаторах C3 и C4, объединяют; один подпоток подают в дистилляционную колонну D1 в качестве обратного потока, а оставшуюся часть подают в отстойник A2.The condensates K1 and K2 obtained in the condensers C1 and C2 are combined and fed to the side of the distillation column D1. Distillation column D1 removes low boiling point components, in particular diisobutene and isobutene. The bottom of the distillation column D1 is heated by a circulating evaporator (not shown in FIG. 1), thereby pumping part of the circulating underflow. The low boiling point components B4 are removed as vapor at the top of the distillation column D1 and are fractionally condensed in condensers C3 and C4. Steam B5 from condenser C3 is fed to condenser C4. To cool condenser C3, for example, river water or cooling water at the same temperature can be used, while condenser C4 uses brine cooling. Steam B6, which has not condensed in the condenser C4, is fed to the reactor R1 through the nozzle E1. The addition of the stabilizer I4 is carried out at the top of the capacitor C3. Condensates K3 and K4 obtained in capacitors C3 and C4 are combined; one substream is fed to the distillation column D1 as a reflux stream and the remainder is fed to the settler A2.

Нижний поток S1 из дистилляционной колонны D1 подают в сторону дистилляционной колонны D2. Осуществляют дозированное добавление стабилизатора I5 во входное отверстие дистилляционной колонны D2. Нижнюю часть дистилляционной колонны D2 нагревают с помощью циркуляционного испарителя (не показан на фиг. 1), через который происходит нагнетание части нижнего продукта при циркуляции. В ходе принудительной циркуляции с помощью насоса в нижнюю часть дистилляционной колонны D2 осуществляют подачу воздуха, бедного кислородом.The bottom stream S1 from the distillation column D1 is fed to the side of the distillation column D2. The stabilizer I5 is dosed into the inlet of the distillation column D2. The bottom of the distillation column D2 is heated by a circulating evaporator (not shown in FIG. 1) through which a portion of the circulating underflow is pumped. During forced circulation, oxygen-poor air is supplied to the bottom of the distillation column D2 by means of a pump.

В дистилляционной колонне D2 трет-бутиловый эфир отделяют от оставшегося количества алифатической карбоновой кислоты. Как правило, температура кипения карбоновой кислоты выше температуры кипения трет-бутилового эфира, поэтому осуществляют отвод чистого трет-бутилового эфира через верхнюю часть, а карбоновую кислоту получают в нижней части дистилляционной колонны D2. Для того, чтобы избежать конденсации трет-бутилового эфира в верхней части колонны, осуществляли нагрев верхней части колонны с помощью пара. Таким образом, также предотвращают полимеризацию третбутилового эфира, которая в некоторых случаях может происходить из-за конденсации. Нижний поток S2 из дистилляционной колонны D2 рециркулируется в реактор R1 через теплообменник (не показан на фиг. 1) и при необходимости через фильтр (не показан на фиг. 1). Для фильтра может быть предусмотрен канал обвода, чтобы фильтр мог быть снят для очистки или для замены без остановки процесса.In the distillation column D2, the tert-butyl ether is separated from the remaining aliphatic carboxylic acid. Typically, the boiling point of the carboxylic acid is higher than the boiling point of the tert-butyl ether, so pure tert-butyl ether is withdrawn from the top, and the carboxylic acid is obtained at the bottom of the distillation column D2. In order to avoid condensation of tert-butyl ether at the top of the column, the top of the column was heated with steam. This also prevents the polymerization of the tert-butyl ether, which in some cases can occur due to condensation. The bottoms stream S2 from the distillation column D2 is recycled to the reactor R1 through a heat exchanger (not shown in FIG. 1) and optionally through a filter (not shown in FIG. 1). A bypass channel can be provided for the filter so that the filter can be removed for cleaning or replacement without stopping the process.

В конденсаторах C5 и C6 происходит фракционная конденсация пара B7 из дистилляционной колонны D2, пар B8 из конденсатора C5 подают в конденсатор C6. Добавление стабилизатора I7 осуществляют в верхней части конденсатора C5, а стабилизатора I8 - в верхней части конденсатора C6. Пар B9, конденсация которого не произошла в конденсаторе C6, отводят из процесса в качестве отходящего газа. Отходящий газ может, например, сбрасываться на факел или в печь для сжигания отходящего газа.In the condensers C5 and C6, the fractional condensation of steam B7 from the distillation column D2 occurs, the steam B8 from the condenser C5 is fed to the condenser C6. The addition of the I7 stabilizer is carried out at the top of the C5 capacitor, and the I8 stabilizer at the top of the C6 capacitor. Steam B9, which has not condensed in condenser C6, is removed from the process as off-gas. The off-gas can, for example, be discharged into a flare or into an off-gas incinerator.

Подпоток объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 подают в конденсаторы C5 и C6 (не показаны на фиг. 1) или с добавлением стабилизатора I6 подают в качестве обратного потока в дистилляционную колонну D2. Еще один подпоток объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 отводят из процесса в виде чистого трет-бутилового эфира через теплообменник (не показан на фиг. 1). Для стабилизации в ходе хранения к чистому трет-бутиловому эфиру может добавляться дополнительный стабилизатор I9.The sub-stream of the combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6 is fed to condensers C5 and C6 (not shown in FIG. 1) or, with the addition of stabilizer I6, is fed as a reflux stream to distillation column D2. Another substream of combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6 is withdrawn from the process as pure tert-butyl ether through a heat exchanger (not shown in FIG. 1). Additional stabilizer I9 can be added to pure tert-butyl ether to stabilize during storage.

В реакторе предпочтительно предусмотрена система быстрой изоляции, опустошения и декомпрессии (SAEES), с помощью которой может осуществляться сброс всего содержимого реактора R1 в случае потери герметичности в вентилируемую сборную емкость (не показана на фиг. 1). Охлаждение содержимого такой сборной емкости может осуществляться с помощью теплообменного устройства для возможности удаления тепла, выделяющегося в результате дальнейшей реакции. Содержимое сборной емкости может подаваться обратно в процесс в различных точках, в частности подача может осуществляться в реактор R1, в испаритель V2 с падающей пленкой или в тонкопленочный испаритель блока V1 испарения.The reactor is preferably provided with a fast isolation, emptying and decompression (SAEES) system, by means of which the entire contents of the reactor R1 can be discharged in the event of loss of tightness into a vented collecting vessel (not shown in FIG. 1). Cooling of the contents of such a collecting vessel can be carried out using a heat exchange device in order to remove the heat generated by the further reaction. The contents of the collection vessel can be fed back into the process at various points, in particular to the reactor R1, to the falling-film evaporator V2 or to the thin-film evaporator of the evaporation unit V1.

На фиг. 2 приведен предпочтительный вариант осуществления изобретения, показанный на фиг. 1. В соответствии с фиг. 2 нижний поток S1 из дистилляционной колонны D1 подают в сторону дистилляционной колонны D2. Осуществляют дозированное добавление стабилизатора I5 во входное отверстиеFIG. 2 depicts a preferred embodiment of the invention shown in FIG. 1. Referring to FIG. 2, the bottom stream S1 from the distillation column D1 is fed to the side of the distillation column D2. Dosed addition of I5 stabilizer to the inlet

- 14 035883 дистилляционной колонны D2. Подпоток объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 (не показаны на фиг. 2) с добавлением стабилизатора I6 подают в качестве обратного потока в дистилляционную колонну D2.- 14 035883 distillation column D2. The sub-stream of the combined condensates P1 and P2 from the condensers C5 and C6 (not shown in Fig. 2) with the addition of the stabilizer I6 is fed as a reflux to the distillation column D2.

Нижнюю часть дистилляционной колонны D2 нагревают с помощью испарителя с принудительной циркуляцией Z1, через который происходит нагнетание части нижнего продукта S2 при циркуляции с помощью насоса V1. Нагретый поток из циркуляционного испарителя рециркулируется через форсунку E2 в дистилляционную колонну D2. Осуществляют подачу воздуха L1, бедного кислородом, в нижнюю часть дистилляционной колонны D2.The bottom of the distillation column D2 is heated by a forced circulation evaporator Z1, through which a portion of the underflow S2 is pumped by circulation by a pump V1. The heated stream from the recycle evaporator is recirculated through nozzle E2 to distillation column D2. Oxygen-poor air L1 is introduced to the bottom of the distillation column D2.

В дистилляционной колонне D2 трет-бутиловый эфир отделяют от оставшегося количества алифатической карбоновой кислоты. Как правило, температура кипения карбоновой кислоты выше температуры кипения трет-бутилового эфира, поэтому осуществляют отвод чистого трет-бутилового эфира через верхнюю часть, а карбоновую кислоту получают в нижней части дистилляционной колонны D2. Для того, чтобы избежать конденсации трет-бутилового эфира в верхней части колонны, осуществляли нагрев верхней части колонны с помощью пара. Таким образом, также предотвращается полимеризация третбутилового эфира, которая в некоторых случаях может происходить из-за конденсации. Такая полимеризация также предотвращается путем дозированного добавления ингибитора I10 в испарительную трубку B7 с помощью форсунки E3.In the distillation column D2, the tert-butyl ether is separated from the remaining aliphatic carboxylic acid. Typically, the boiling point of the carboxylic acid is higher than the boiling point of the tert-butyl ether, so pure tert-butyl ether is withdrawn from the top, and the carboxylic acid is obtained at the bottom of the distillation column D2. In order to avoid condensation of tert-butyl ether at the top of the column, the top of the column was heated with steam. This also prevents the polymerization of the tert-butyl ether, which in some cases may occur due to condensation. This polymerization is also prevented by the metered addition of inhibitor I10 to evaporator tube B7 using nozzle E3.

Пример 1.Example 1.

Пример ниже осуществляли в установке в соответствии с фиг. 1. За исключением случаев, когда указано иное, все процентные соотношения указаны по массе. Осуществляли конверсию метакриловой кислоты и изобутена в трет-бутилметакрилат с добавлением серной кислоты. Производили промывку установки, и ее заполняли воздухом, бедным кислородом (5 об.% кислорода в азоте).The example below was carried out in a plant according to FIG. 1. Except where otherwise indicated, all percentages are by weight. Conversion of methacrylic acid and isobutene to tert-butyl methacrylate was carried out with the addition of sulfuric acid. The installation was flushed and filled with oxygen-poor air (5 vol.% Oxygen in nitrogen).

Метакриловую кислоту (MAA, 99,97%, 0,012% уксусной кислоты и 0,011% пропионовой кислоты, 575 кг/ч) смешивали в смесителе M1 с метакриловой кислотой, рециркулируемой из нижней части дистилляционной колонны D2 (91,35% MAA, 5,15% компонентов с высокой температурой кипения, 3,32% трет-бутилметакрилата (TBMA), 485 кг/ч) и с раствором фенотиазина (PTZ) (97,97% MAA, 2,10% PTZ, 0,01 м3/ч) в качестве стабилизатора I1. Дозированно добавляли серную кислоту (технического качества 96%, 3,7 кг/ч) с использованием азота (3,5 бар абс). Кроме того, в смесь подавали подпоток (1500 кг/ч) жидкой фазы из сепарационной емкости блока V1 испарения.Methacrylic acid (MAA, 99.97%, 0.012% acetic acid and 0.011% propionic acid, 575 kg / h) was mixed in mixer M1 with methacrylic acid recirculated from the bottom of distillation column D2 (91.35% MAA, 5.15 % of components with high boiling point, 3.32% tert-butyl methacrylate (TBMA), 485 kg / h) and with a solution of phenothiazine (PTZ) (97,97% MAA, 2,10% PTZ, 0,01 m 3 / h ) as a stabilizer for I1. Sulfuric acid (technical grade 96%, 3.7 kg / h) was dosed using nitrogen (3.5 bar abs). In addition, a substream (1500 kg / h) of the liquid phase was fed into the mixture from the separation vessel of the evaporation unit V1.

Жидкие реагенты и возвратные потоки подавали в виде смеси через линию 1, охладитель (кожухотрубная система, 180 м2, нержавеющая сталь марки 1.4571, не показан на фиг. 1) и форсунку E1 в реактор R1, каскадную барботажную колонну. Температура на выходе из охладителя составляла 33°C.Liquid reactants and return streams were fed as a mixture through line 1, a cooler (shell and tube system, 180 m 2 , 1.4571 stainless steel, not shown in FIG. 1) and nozzle E1 to reactor R1, a cascade bubble column. The outlet temperature from the cooler was 33 ° C.

Дозированно добавляли изобутен (402 кг/ч) непосредственно в нижнюю часть реактора. Кроме того, производили дозированное добавление в реактор R1 через форсунку E1 парообразных потоков B3 и B6, содержащих изобутен, из конденсаторов C2 и C4 (122 м3/ч), вместе с конденсатом, содержащим третбутилметакрилат, из конденсатора W1 обратного потока. Форсунка E1 представляла собой струйную форсунку. В форсунке с помощью движущейся струи давление поднималось приблизительно до 2 бар абс.Isobutene (402 kg / h) was dosed directly into the bottom of the reactor. In addition, the vaporous streams B3 and B6 containing isobutene from condensers C2 and C4 (122 m 3 / h) were dosed into the reactor R1 through the nozzle E1 from condensers C2 and C4 (122 m 3 / h), together with the condensate containing tert-butyl methacrylate from the reverse flow condenser W1. The E1 nozzle was a jet nozzle. The pressure in the nozzle was raised to approx. 2 bar abs by the moving jet.

Реактор R1 имел четыре реакционные зоны, переход между зонами обеспечивался с помощью отверстия малого сечения (диаметр 24 мм). Каждая из зон была охлаждаемой (зона 1: внешний охладитель, в котором используется речная вода, 121 кВт; зона 2: внешний рассольный охладитель, 28 кВт; зона 3: внутренний рассольный охладитель, 14 кВт; зона 4: внутренний рассольный охладитель, 14 кВт; температура каждого из рассолов составляла -20°C). В реакторе R1 происходила реакция присоединения изобутена и метакриловой кислоты с выделением небольшого количества теплоты (-37,6 кДж/моль), при температуре 35°C в зоне 1, 25°C в зоне 2, 20°C в зоне 3 и 16°C в зоне 4 и при давлении 1,92 бар абс.Reactor R1 had four reaction zones, the transition between the zones was provided by means of a small section hole (diameter 24 mm). Each of the zones was cooled (zone 1: external cooler using river water, 121 kW; zone 2: external brine cooler, 28 kW; zone 3: internal brine cooler, 14 kW; zone 4: internal brine cooler, 14 kW ; the temperature of each of the brines was -20 ° C). In reactor R1, the reaction of isobutene and methacrylic acid addition took place with the release of a small amount of heat (-37.6 kJ / mol) at a temperature of 35 ° C in zone 1, 25 ° C in zone 2, 20 ° C in zone 3, and 16 ° C in zone 4 and at 1.92 bar abs.

Происходило смешивание реагентов в реакторе, первоначально с помощью форсунки E1, а затем в результате завихрений при переходе из одной зоны в следующую. В верхней части колонны (зона 4) была установлена граница жидкой и газовой фаз с помощью регулирования уровня в закрытом контуре.Mixing of reagents took place in the reactor, initially with the help of nozzle E1, and then as a result of vortices during the transition from one zone to the next. In the upper part of the column (zone 4), the boundary between the liquid and gas phases was established by means of level control in a closed loop.

Газовая фаза содержала 41,18% изобутена, 0,74% трет-бутилметакрилата (TBMA) и инертные газы, осуществляли ее подачу в конденсатор W1 обратного потока через линию 2. Осуществляли конденсацию TBMA, попавшего в отходящий газ, с помощью конденсатора W1 обратного потока, и TBMA рециркулировался в реактор R1 через линию 3 в смеси с парами, содержащими изобутен, из конденсаторов C2 и C4 через форсунку E1. Давление в верхней части реактора R1 в линии отходящего газа регулировали до 1,21 бар абс. В нижней части реактора было установлено давление 1,92 бар. Газообразные компоненты из конденсатора W1 обратного потока (4,37 м3/ч) отводили из процесса через линию 4.The gas phase contained 41.18% isobutene, 0.74% tert-butyl methacrylate (TBMA) and inert gases, and was fed to the reverse flow condenser W1 through line 2. Condensation of TBMA entrained in the exhaust gas was carried out using the reverse flow condenser W1 and TBMA was recirculated to reactor R1 via line 3 mixed with isobutene-containing vapors from condensers C2 and C4 via nozzle E1. The pressure at the top of the reactor R1 in the off-gas line was adjusted to 1.21 bar abs. A pressure of 1.92 bar was set at the bottom of the reactor. Gaseous components from the reverse flow condenser W1 (4.37 m 3 / h) were withdrawn from the process via line 4.

Жидкий продукт реакции из реактора R1 имел следующий состав:The liquid reaction product from reactor R1 had the following composition:

- 15 035883- 15 035883

8,58% изобутен8.58% isobutene

41,63% МАА41.63% MAA

44,00% ТВМА 0,68% диизобутен 2,66% компоненты с высокой температурой кипения 2,10% серная кислота 0,35% прочие компоненты44.00% TBMA 0.68% diisobutene 2.66% high boiling components 2.10% sulfuric acid 0.35% other components

Жидкий продукт реакции из реактора R1 (3,39 м3/ч, 16°C) удаляли в верхней части реактора R1 и подавали через сетчатый фильтр корзиночного типа (0,1 м2, не показан на фиг. 1) в испаритель с падающей пленкой (71,5°C, 309 кВт, 47 м2) блока V1 испарения. С помощью регулирующего клапана закрытого контура (регулирование расхода потока) давление было снижено до 60 мбар абс. В результате испарения части компонентов с низкой температурой кипения образовалась двухфазная смесь. В испарителе с падающей пленкой блока V1 испарения происходило дальнейшее выпаривание двухфазной смеси при регулировании температуры при 55,2°C и 70 мбар абс., и ее подавали далее в сепарационную емкость блока V1 испарения. Сепарационная емкость была оборудована каплеуловителем для достаточно надежного удаления серной кислоты и PTZ.The liquid reaction product from the reactor R1 (3.39 m 3 / h, 16 ° C) was removed at the top of the reactor R1 and fed through a basket filter (0.1 m 2 , not shown in Fig. 1) into the evaporator with a falling foil (71.5 ° C, 309 kW, 47 m 2 ) of the V1 evaporation unit. The pressure was reduced to 60 mbar abs using a closed loop control valve (flow control). As a result of the evaporation of some of the components with a low boiling point, a two-phase mixture was formed. In the falling film evaporator of the evaporation unit V1, the two-phase mixture was further evaporated with temperature control at 55.2 ° C and 70 mbar abs., And it was fed further into the separation vessel of the evaporation unit V1. The separation vessel was equipped with a droplet eliminator for sufficiently reliable removal of sulfuric acid and PTZ.

Негазообразные компоненты в сепарационной емкости блока V1 испарения охлаждали до 2°C с помощью рассольного охладителя посредством потока с насосной циркуляцией в качестве первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1. В емкости для сепарации соответственно температуру смешивания поддерживали приблизительно на уровне 8-10°C. Часть потока с насосной циркуляцией (1500 кг/ч) первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1 подавали обратно в реактор R1 для рециркуляции серной кислоты. Кроме того, часть потока с насосной циркуляцией первой фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh1 (82 кг/ч.) подавали в тонкопленочный испаритель V2 (4 м2, хромоникелемолибденовый сплав 2.4610) для удаления дополнительных количеств ценного продукта (TBMA, MAA) через верхнюю часть тонкопленочного испарителя V2 (89°C, 70 мбар абс). Нагревание тонкопленочного испарителя V2 осуществляли с помощью пара низкого давления. После выходного отверстия для отвода нижнего продукта тонкопленочного испарителя V2 был подсоединен насос (не показан на фиг. 1), с помощью которого осуществляли подачу подпотока второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 для сброса в отстойник A1. По пути к отстойнику A1 подпоток второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 охлаждали с 89 до 35°C. Это осуществляли с помощью обшитой трубы, через которую в противоположном направлении подавали воду с температурой 30°C.The non-gaseous components in the separation vessel of the evaporation unit V1 were cooled to 2 ° C. with a brine cooler using a pumped circulation stream as the first phase of the high boiling point components SPh1. In the separation vessel, the mixing temperature was suitably maintained at approximately 8-10 ° C. A portion of the pumped circulation stream (1500 kg / h) of the first phase of the high boiling point components SPh1 was fed back to the reactor R1 to recycle the sulfuric acid. In addition, a part of the pumped circulation of the first phase of the components with a high boiling point SPh1 (82 kg / h) was fed to a thin-film evaporator V2 (4 m 2 , chromium-nickel-molybdenum alloy 2.4610) to remove additional amounts of valuable product (TBMA, MAA) through the upper part of thin film evaporator V2 (89 ° C, 70 mbar abs). The thin film evaporator V2 was heated with low pressure steam. Downstream of the underflow outlet of the thin film evaporator V2, a pump (not shown in FIG. 1) was connected to feed the second phase sub-stream of the high boiling point components SPh2 for discharge to the settler A1. On the way to the settling tank A1, the second phase substream of the high boiling point components SPh2 was cooled from 89 to 35 ° C. This was done using a sheathed pipe through which water at a temperature of 30 ° C was fed in the opposite direction.

Еще один подпоток второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 из тонкопленочного испарителя блока испарения V2, в свою очередь, смешивали в виде горячего потока рециркуляции непосредственно с исходным потоком, поступающим в тонкопленочный испаритель блока испарения V2. Путем варьирования расхода потока рециркуляции можно было регулировать расход и температуру исходного потока в широком диапазоне. В сочетании с регулированием количества и температуры нагревательного пара тонкопленочный испаритель V2 был способен выдерживать широкий диапазон нагрузок.Another substream of the second phase of the high boiling point components SPh2 from the thin-film evaporator of the evaporation unit V2, in turn, was mixed in the form of a hot recycle stream directly with the original stream entering the thin-film evaporator of the evaporation unit V2. By varying the recirculation flow rate, it was possible to control the flow rate and temperature of the feed stream over a wide range. Combined with the regulation of the amount and temperature of the heating steam, the V2 thin film evaporator was able to withstand a wide range of loads.

Еще один подпоток второй фазы компонентов с высокой температурой кипения SPh2 из тонкопленочного испарителя добавляли к холодному потоку с насосной циркуляцией со стороны всасывания насоса в тонкопленочный испаритель V2, однако в результате этого происходило лишь незначительное нагревание потока с насосной циркуляцией. Исходный поток в тонкопленочный испаритель V2 отводили со стороны нагнетания насоса.Another second phase sub-stream of high boiling point components SPh2 from the thin film evaporator was added to the cold pumped circulation from the pump suction side to the thin film evaporator V2, but this resulted in only slight heating of the pumped circulation stream. The initial flow to the thin film evaporator V2 was withdrawn from the discharge side of the pump.

Пар из тонкопленочного испарителя V2 подавали через линию 5 в сепарационную емкость блока V1 испарения. Пар B1 из сепарационной емкости блока V1 испарения (при температуре приблизительно 68°C) имел следующий состав:Steam from the thin film evaporator V2 was fed through line 5 to the separation vessel of the evaporation unit V1. Steam B1 from the separation vessel of the evaporation unit V1 (at a temperature of approximately 68 ° C) had the following composition:

57% ТВМА57% TVMA

24% МАА24% MAA

16% изобутен16% isobutene

3% прочие компоненты3% other components

Осуществляли фракционную конденсацию пара B1, для этой цели его подавали в верхнюю часть конденсатора C1 (кожухотрубный теплообменник, 75 м2, охлаждение: речная вода (27°C), 60 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571). В конденсаторе C1 подаваемую смесь охлаждали до 29°C.Fractional condensation of steam B1 was carried out; for this purpose, it was fed to the upper part of condenser C1 (shell-and-tube heat exchanger, 75 m 2 , cooling: river water (27 ° C), 60 mbar abs., Stainless steel 1.4571). In condenser C1, the feed mixture was cooled to 29 ° C.

Пар B2 из конденсатора C1 (содержащий приблизительно 35% TBMA, 5% MAA, 60% изобутена) подавали в верхнюю часть конденсатора C2 (кожухотрубный теплообменник, 30 м2, охлаждение: охлаждающий рассол (-20°C), 60 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571). Конденсат K2 из конденсатора C2 (содержит приблизительно 86% TBMA, 5% MAA, 4% изобутена, приблизительно 17°C) объединяли в емкости (не показана на фиг. 1) с конденсатом K1 из конденсатора C1. Пар B3 из конденсатора C2 (со- 16 035883 держащий приблизительно 95% изобутена) смешивали с помощью насоса (не показан на фиг. 1) с паромSteam B2 from condenser C1 (containing approximately 35% TBMA, 5% MAA, 60% isobutene) was fed to the top of condenser C2 (shell and tube heat exchanger, 30 m 2 , cooling: cooling brine (-20 ° C), 60 mbar abs., stainless steel 1.4571). Condensate K2 from capacitor C2 (containing approximately 86% TBMA, 5% MAA, 4% isobutene, approximately 17 ° C) was combined in containers (not shown in FIG. 1) with condensate K1 from capacitor C1. Steam B3 from condenser C2 (co- 16 035883 containing approximately 95% isobutene) was mixed using a pump (not shown in Fig. 1) with steam

B6 из конденсатора C4 и рециркулировали в реактор R1.B6 from condenser C4 and recycled to reactor R1.

Конденсат K1 из конденсатора C1 (содержит приблизительно 68% TBMA, 28% MAA, 0,7% изобутена) объединяли в емкости (не показана на фиг. 1) с конденсатом K2 из конденсатора C2. Объединенный конденсат из C1 и C2 имел следующий состав:Condensate K1 from capacitor C1 (containing approximately 68% TBMA, 28% MAA, 0.7% isobutene) was combined in a vessel (not shown in FIG. 1) with condensate K2 from capacitor C2. The combined condensate from C1 and C2 had the following composition:

68,09% ТВМА68.09% TBMA

28,17% МАА28.17% MAA

1,13% диизобутен1.13% diisobutene

0,74% изобутен0.74% isobutene

0,61% прочие компоненты0.61% other components

Подпоток объединенных конденсатов из C1 и C2 подавали вместе с раствором 4-гидрокси-ТЕМРО (4-HT) (2% в TBMA) в качестве стабилизатора I2 в верхнюю часть конденсатора C1; в свою очередь, его подпоток подавали в качестве стабилизатора I3 в верхнюю часть конденсатора C2.The sub-stream of combined condensates from C1 and C2 was fed together with a solution of 4-hydroxy-TEMPO (4-HT) (2% in TBMA) as a stabilizer I2 to the top of the condenser C1; in turn, its substream was fed as a stabilizer I3 to the top of the capacitor C2.

Еще один подпоток объединенных конденсатов из конденсаторов C1 и C2 подавали в дистилляционную колонну D1 (40 двухпоточных тарелок, 91°C в нижней части колонны, 120 мбар абс. в шлемовой части колонны) в тарелку 23. Нагрев дистилляционной колонны D1 осуществляли с помощью испарителя с естественной циркуляцией (4 бар абс., пар). Температуру дистилляционной колонны D1 регулировали с помощью регулирующего клапана в линии обратного потока. Давление вакуума регулировали с помощью регулирующего клапана в линии всасывания в вакуумный блок.Another substream of the combined condensates from condensers C1 and C2 was fed to distillation column D1 (40 double-flow trays, 91 ° C at the bottom of the column, 120 mbar abs. In the overhead part of the column) to tray 23. The distillation column D1 was heated using an evaporator with natural circulation (4 bar abs., steam). The temperature of the distillation column D1 was controlled by a control valve in the return line. The vacuum pressure was controlled by a control valve in the suction line to the vacuum unit.

Осуществляли фракционную конденсацию пара B4 из дистилляционной колонны D1, для этой цели его подавали в конденсатор C3 (кожухотрубный теплообменник, 110 м2, охлаждение: речная вода (27°C), 120 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571). В конденсаторе C3 подаваемую смесь охлаждали до 29°C. Конденсат K3 из конденсатора C3 объединяли в емкости с конденсатом K4 из конденсатора C4.Fractional condensation of steam B4 from distillation column D1 was carried out; for this purpose, it was fed to condenser C3 (shell-and-tube heat exchanger, 110 m 2 , cooling: river water (27 ° C), 120 mbar abs., Stainless steel 1.4571). In condenser C3, the feed mixture was cooled to 29 ° C. Condensate K3 from capacitor C3 was combined in tanks with condensate K4 from capacitor C4.

Пар B5 из конденсатора C3 подавали в конденсатор C4 (кожухотрубный теплообменник, 8 м2, охлаждение: охлаждающий рассол (-20°C), 120 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571) и охлаждали до -2°C. Конденсат K4 из конденсатора C4 объединяли в емкости (не показана на фиг. 1) с конденсатом K3 из конденсатора C3. Пар B6 из конденсатора C4 (65,12 м3/ч, 62,94% изобутена) смешивали с помощью насоса (не показан на фиг. 1) с паром B3 из конденсатора C2 и конденсатом из конденсатора W1 обратного потока и рециркулировали в реактор R1.Steam B5 from condenser C3 was fed to condenser C4 (shell and tube heat exchanger, 8 m 2 , cooling: cooling brine (-20 ° C), 120 mbar abs., Stainless steel 1.4571) and cooled to -2 ° C. Condensate K4 from capacitor C4 was combined in a container (not shown in Fig. 1) with condensate K3 from capacitor C3. B6 pairs of capacitor C4 (65,12 m 3 / h of isobutene 62.94%) were mixed by a pump (not shown in FIG. 1) to B3 of the capacitor C2 vapor and condensate from condenser W1 Reverse flow and recycled to the reactor R1 ...

Подпоток объединенных конденсатов C3 и C4 подавали в верхнюю часть дистилляционной колонны D1; в свою очередь, его подпоток подавали в качестве смеси с раствором 4-HT (2% в TBMA) в качестве стабилизатора I4 в верхнюю часть конденсатора C3.A sub-stream of the combined condensates C3 and C4 was fed to the top of the distillation column D1; in turn, its substream was fed as a mixture with a 4-HT solution (2% in TBMA) as stabilizer I4 to the top of condenser C3.

Нижний продукт из дистилляционной колонны 1 имел следующий состав:The bottom product from the distillation column 1 had the following composition:

69,63% ТВМА69.63% TBMA

28,65% МАА28.65% MAA

1,72% прочие компоненты1.72% other components

Нижний продукт S1 из дистилляционной колонны D1 смешивали с раствором 4-HT (2% в TBMA) в качестве стабилизатора I5 и подавали в дистилляционную колонну D2 (40 двухпоточных тарелок, 99°C в нижней части колонны, 60 мбар абс. в шлемовой части колонны) в тарелку 18. Нагрев дистилляционной колонны D2 осуществляли с помощью испарителя с циркуляцией (4 бар абс., пар). В испарителе использовали естественную или принудительную циркуляцию (см. варианты 1-3). Температуру дистилляционной колонны D2 регулировали с помощью регулирующего клапана в линии обратного потока. Давление вакуума регулировали с помощью регулирующего клапана в линии всасывания в вакуумный блок.Bottom product S1 from distillation column D1 was mixed with 4-HT solution (2% in TBMA) as stabilizer I5 and fed to distillation column D2 (40 double-flow trays, 99 ° C column bottom, 60 mbar abs. At column head ) into tray 18. Distillation column D2 was heated using a circulating evaporator (4 bar abs., steam). The evaporator used natural or forced circulation (see options 1-3). The temperature of the distillation column D2 was controlled by a control valve in the return line. The vacuum pressure was controlled by a control valve in the suction line to the vacuum unit.

В нижнюю часть дистилляционной колонны D2 производили дозированное добавление воздуха, бедного кислородом, 6 м3/ч. (5 об.% кислорода в азоте).At the bottom of the distillation column D2, a metered addition of oxygen-poor air of 6 m 3 / h was performed. (5 vol.% Oxygen in nitrogen).

Осуществляли фракционную конденсацию пара B7 из дистилляционной колонны D2 (содержащего 99,83% TBMA), для этой цели его подавали в конденсатор C5 (кожухотрубный теплообменник, 72 м2, охлаждение: речная вода (27°C), 60 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571). В конденсаторе C5 подаваемую смесь охлаждали до 29°C. Конденсат P1 из конденсатора C5 объединяли в емкости (не показана на фиг. 1) с конденсатом P2 из конденсатора C6.Fractional condensation of steam B7 from distillation column D2 (containing 99.83% TBMA) was carried out, for this purpose it was fed to condenser C5 (shell-and-tube heat exchanger, 72 m 2 , cooling: river water (27 ° C), 60 mbar abs., Stainless steel grade 1.4571). In condenser C5, the feed mixture was cooled to 29 ° C. The condensate P1 from the capacitor C5 was combined in a container (not shown in Fig. 1) with the condensate P2 from the capacitor C6.

Пар B8 из конденсатора C5 подавали в верхнюю часть конденсатора C6 (кожухотрубный теплообменник, 12 м2, охлаждение: охлаждающий рассол (-20°C), 55 мбар абс., нержавеющая сталь марки 1.4571) и охлаждали до -17°C. Конденсат P2 из конденсатора C6 объединяли в емкости (не показана на фиг. 1) с конденсатом P1 из конденсатора C5 в качестве продукта. Пар B9 из конденсатора C6 отводили из процесса с помощью насоса (не показан на фиг. 1).Steam B8 from condenser C5 was fed to the top of condenser C6 (shell and tube heat exchanger, 12 m 2 , cooling: cooling brine (-20 ° C), 55 mbar abs., Stainless steel 1.4571) and cooled to -17 ° C. Condensate P2 from condenser C6 was combined in tanks (not shown in FIG. 1) with condensate P1 from condenser C5 as product. Steam B9 from condenser C6 was withdrawn from the process using a pump (not shown in FIG. 1).

Подпоток объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 подавали в дистилляционную колонну D2 в качестве обратного потока с добавлением раствора 4-метоксифенола (MEHQ, 2% в TBMA) в качестве стабилизатора I6. Другие подпотоки объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 подавали в конденсаторы C5 и C6 соответственно с добавлением раствора 4метоксифенола (MEHQ, 2% в TBMA) в качестве стабилизаторов I7 и I8.The sub-stream of the combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6 was fed to distillation column D2 as a reflux with the addition of a solution of 4-methoxyphenol (MEHQ, 2% in TBMA) as stabilizer I6. Other substreams of combined condensates P1 and P2 from capacitors C5 and C6 were fed to capacitors C5 and C6, respectively, with the addition of a solution of 4methoxyphenol (MEHQ, 2% in TBMA) as stabilizers I7 and I8.

- 17 035883- 17 035883

В этом случае стабилизацию колонны осуществляли с использованием высокого содержанияIn this case, the column was stabilized using a high content

MEHQ, в то время как содержание 4-метоксифенола в конденсаторах C5 и C6 составляло 15 +/-5 ч./млн.MEHQ, while the 4-methoxyphenol content of capacitors C5 and C6 was 15 +/- 5 ppm.

Для того, чтобы избежать конденсации TBMA в верхней части дистилляционной колонны D2, что также может привести к полимеризации TBMA, осуществляли нагрев верхней части колонны с помощью пара (4 бар абс.).In order to avoid condensation of TBMA at the top of the distillation column D2, which can also lead to TBMA polymerization, the top of the column was heated with steam (4 bar abs).

Еще один подпоток объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6 после повышения давления до 4 бар абс. охлаждали до 20°C с помощью теплообменника (спиральный теплообменник, охлаждение: охлаждающий рассол (-20°C), не показан на фиг. 1) и отводили из процесса в качестве продукта. Его подпоток использовали в качестве растворителя для стабилизаторов 4-HT и MEHQ.Another substream of combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6 after pressure increase to 4 bar abs. cooled to 20 ° C using a heat exchanger (spiral heat exchanger, cooling: cooling brine (-20 ° C), not shown in Fig. 1) and withdrawn from the process as a product. Its substream was used as a solvent for the 4-HT and MEHQ stabilizers.

Продукт имел следующий состав:The product had the following composition:

99,68% ТВМА99.68% TBMA

0,30% изобутен0.30% isobutene

100 ч./млн. кислота (МАА, уксусная кислота, пропионовая кислота)100 ppm acid (MAA, acetic acid, propionic acid)

ч./млн. MEHQppm MEHQ

Нижний продукт S2 из дистилляционной колонны D2 (содержащий 91,35% MAA) после повышения давления до 4 бар абс. охлаждали до 35°C с помощью теплообменника (спиральный теплообменник, 5 м2, охлаждение: теплая вода, нержавеющая сталь марки 1.4571, не показан на фиг. 1), и подпоток объединяли с исходным потоком метакриловой кислоты и подавали в реактор R1.Bottom S2 from distillation column D2 (containing 91.35% MAA) after pressurizing to 4 bar abs. cooled to 35 ° C using a heat exchanger (spiral heat exchanger, 5 m 2 , cooling: warm water, stainless steel 1.4571, not shown in Fig. 1), and the substream was combined with the original stream of methacrylic acid and fed to the reactor R1.

Пониженное давление, необходимое в блоке V1 испарения и расположенных далее блоках, создавали с помощью вакуумного блока. Использовали шестеренчатые поршневые компрессоры без смазочного масла.The reduced pressure required in the evaporation unit V1 and downstream units was created using a vacuum unit. Used gear piston compressors without lubricating oil.

Для получения стабилизатора раствор фенотиазина, метакриловой кислоты в чистом виде вначале подавали в емкость для перемешивания (нагреваемую в трубе с помощью воды, 30°C, вентилируемую). Подачу PTZ осуществляли в твердом виде в емкость, в которой происходило перемешивание, через станцию опорожнения и через пневматическую систему переноса мелкодисперсных продуктов с помощью понижения давления с использованием насоса. Производили добавление небольших количеств воздуха, бедного кислородом (5 об.% кислорода в азоте). При перемешивании производили растворение PTZ, и раствор PTZ подавали в резервуарную емкость (нагреваемую в трубе с помощью воды, 30°C, вентилируемую), из которой осуществляли его дозированное добавление в процесс.To obtain a stabilizer, a solution of phenothiazine, methacrylic acid in pure form was first fed into a mixing vessel (heated in a tube with water, 30 ° C, ventilated). The PTZ was fed in solid form into a vessel in which mixing took place, through an emptying station and through a pneumatic system for transferring finely dispersed products using a pressure reduction using a pump. Small amounts of oxygen-poor air (5 vol.% Oxygen in nitrogen) were added. With stirring, the PTZ was dissolved, and the PTZ solution was fed into a reservoir tank (heated in a tube with water, 30 ° C, vented), from which it was dosed into the process.

Для получения стабилизатора раствор 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметил-1-оксил-пиперидина, третбутилметакрилата (из объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6) вначале подавали в емкость для перемешивания (вентилируемую). Подачу 4-HT осуществляли в твердом виде в емкость, в которой происходило перемешивание, через станцию опорожнения и через пневматическую систему переноса мелкодисперсных продуктов с помощью понижения давления с использованием насоса. Производили добавление небольших количеств воздуха, бедного кислородом (5 об.% кислорода в азоте). При перемешивании производили растворение 4-HT, и раствор 4-HT подавали в резервуарную емкость (вентилируемую), из которой осуществляли его дозированное добавление в процесс.To obtain the stabilizer, a solution of 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl-1-oxyl-piperidine, tert-butyl methacrylate (from the combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6) was first fed into a mixing vessel (vented). The supply of 4-HT was carried out in solid form into a vessel in which mixing took place through an emptying station and through a pneumatic system for transferring fines by means of pressure reduction using a pump. Small amounts of oxygen-poor air (5 vol.% Oxygen in nitrogen) were added. With stirring, the 4-HT was dissolved, and the 4-HT solution was fed into a reservoir vessel (ventilated) from which it was dosed into the process.

Для получения стабилизатора раствор 4-метоксифенола, трет-бутилметакрилата (из объединенных конденсатов P1 и P2 из конденсаторов C5 и C6) вначале подавали в емкость для перемешивания (вентилируемую). Подачу MEHQ осуществляли в твердом виде в емкость, в которой происходило перемешивание, через станцию опорожнения и через пневматическую систему переноса мелкодисперсных продуктов с помощью понижения давления с использованием насоса. Производили добавление небольших количеств воздуха, бедного кислородом (5 об.% кислорода в азоте). При перемешивании производили растворение MEHQ, и раствор MEHQ подавали в резервуарную емкость (вентилируемую), из которой осуществляли его дозированное добавление в процесс.To obtain the stabilizer, a solution of 4-methoxyphenol, tert-butyl methacrylate (from the combined condensates P1 and P2 from condensers C5 and C6) was first fed into a mixing vessel (ventilated). MEHQ was fed in a solid form into a container, in which mixing took place, through an emptying station and through a pneumatic system for transferring fine products using a pressure reduction using a pump. Small amounts of oxygen-poor air (5 vol.% Oxygen in nitrogen) were added. With stirring, the MEHQ was dissolved, and the MEHQ solution was fed into a reservoir vessel (ventilated), from which it was dosed into the process.

В рассольных охладителях рассол находился в рабочем контуре. Охлаждение рассола до -20°C осуществляли в аммиачной холодильной системе, и затем его подавали в соответствующие технологические элементы. После этого рассол гомогенизировали в резервуаре для рассола и подавали с помощью насоса обратно в аммиачную холодильную систему. Система рассола включала компенсационную емкость, покрытую воздухом, бедным кислородом (5 об.% кислорода в азоте).In brine coolers, the brine was in the working circuit. The brine was cooled to -20 ° C in an ammonia refrigeration system, and then it was fed to the appropriate processing elements. The brine was then homogenized in the brine tank and pumped back into the ammonia refrigeration system. The brine system included a compensation tank covered with oxygen-poor air (5 vol% oxygen in nitrogen).

Полученный в процессе неутилизируемый газ проходил через сепаратор, и несконденсировавшиеся компоненты сжигали в защищенном факеле, в то время как конденсат утилизировали.The non-recyclable gas produced in the process passed through a separator and the non-condensed components were burned in a protected flare while the condensate was disposed of.

Очевидно, что с помощью процесса можно производить трет-бутилметакрилат высокой степени чистоты (в данном случае - 99,68%), причем одновременно осуществляют энергетически благоприятное удаление изобутена, который можно выделять с высокой эффективностью сепарации из этерификационной смеси.Obviously, the process can produce tert-butyl methacrylate of high purity (in this case, 99.68%), while at the same time energetically favorable removal of isobutene, which can be isolated with high separation efficiency from the esterification mixture, is carried out.

Пример 1 - вариант 1.Example 1 - Option 1.

Процесс осуществляли в соответствии с примером 1. Дистилляционную очистку осуществляли с использованием испарителя с естественной циркуляцией (4 бар абс. пар, 114 труб) без дополнительного нагревания стенок в верхней части.The process was carried out in accordance with example 1. Distillation purification was carried out using a natural circulation evaporator (4 bar abs. Steam, 114 pipes) without additional heating of the walls at the top.

- 18 035883- 18 035883

Температура в нижней части этапа дистилляционной очистки: Температура в верхней части этапа дистилляционной очистки:Temperature at the bottom of the distillation purification step: Temperature at the top of the distillation purification step:

приблизительно 102°С приблизительно 58°С приблизительно 53 °C приблизительно 400 кг/ч.approx. 102 ° C approx. 58 ° C approx. 53 ° C approx. 400 kg / h.

Температура стенок в верхней части:Wall temperature at the top:

Коэффициент обратного потока:Backflow ratio:

Нагревание пара для испарителя с естественной циркуляцией:Steam heating for a natural circulation evaporator:

Дифференциальное давление в колонне: приблизительно 55 мбарColumn differential pressure: approx. 55 mbar

Производили исследование дифференциального давления в колонне D2 очистки в функциональной зависимости от времени. Считается, что дифференциальное давление и мощность нагрева являются показателями степени полимеризации в колонне. За период продолжительностью приблизительно 8 дней наблюдалось повышение дифференциального давления в колонне D2 очистки приблизительно с 55 мбар до приблизительно 110 мбар (фиг. 3). Причиной увеличения давления была конденсация газообразных продуктов на поверхностях в верхней части колонны, эти продукты образовывали нестабилизированные жидкие фазы, подверженные полимеризации, что приводило к появлению отложений на поверхностях в верхней части колонны.A study of the differential pressure in the purification column D2 was carried out as a function of time. Differential pressure and heating power are considered to be indicative of the degree of polymerization in the column. Over a period of about 8 days, an increase in the differential pressure in the purification column D2 was observed from about 55 mbar to about 110 mbar (FIG. 3). The reason for the increase in pressure was the condensation of gaseous products on the surfaces in the upper part of the column, these products formed unstabilized liquid phases subject to polymerization, which led to the appearance of deposits on the surfaces in the upper part of the column.

Также в испарителе с естественной циркуляцией наблюдалось понижение эффективности нагрева (теплопередачи). Требующееся количество пара, используемого для нагрева, увеличили приблизительно с 400 до приблизительно 500 кг/ч.Also, a decrease in heating efficiency (heat transfer) was observed in the natural circulation evaporator. The required amount of steam used for heating was increased from about 400 to about 500 kg / h.

Верхние две тарелки колонны снимались и требовали очистки, так как они были покрыты кусками полимера. Приблизительно 30% от внутренних труб испарителя были засорены полимером и также требовали очистки, требующей больших затрат и усилий.The upper two trays of the column were removed and required cleaning as they were covered with polymer pieces. Approximately 30% of the inner tubes of the evaporator were clogged with polymer and also required costly and effortless cleaning.

Пример 1 - вариант 2.Example 1 - Option 2.

Процесс осуществляли в соответствии с примером 1. Дистилляционную очистку осуществляли с использованием испарителя с естественной циркуляцией (4 бар абс. пар, 114 труб) с нагреванием стенок в верхней части с помощью оболочки из полузакрытой трубы (110°C, 1,5 бар).The process was carried out in accordance with example 1. Distillation purification was carried out using a natural circulation evaporator (4 bar abs. Steam, 114 tubes) with wall heating at the top with a half-closed tube shell (110 ° C, 1.5 bar).

Температура в нижней части этапа дистилляционной очистки:Temperature at the bottom of the distillation purification step:

Температура в верхней части этапа дистилляционной очистки:Temperature at the top of the distillation purification step:

Температура стенок в верхней части:Wall temperature at the top:

Коэффициент обратного потока:Backflow ratio:

Нагревание пара для испарителя с естественной циркуляцией:Steam heating for a natural circulation evaporator:

Дифференциальное давление в колонне: приблизительно 55 мбарColumn differential pressure: approx. 55 mbar

Производили исследование мощности нагрева испарителя с естественной циркуляцией в функциональной зависимости от времени. Считается, что мощность нагрева является показателем степени полимеризации в колонне. В испарителе с естественной циркуляцией наблюдалось понижение мощности нагрева (теплопередачи). Требующееся количество пара, используемого для нагрева, увеличили приблизительно с 400 до приблизительно 500 кг/ч.A study was made of the heating power of the evaporator with natural circulation as a function of time. The heating power is considered to be an indication of the degree of polymerization in the column. In a natural circulation evaporator, a decrease in heating (heat transfer) power was observed. The required amount of steam used for heating was increased from about 400 to about 500 kg / h.

Через 15 дней процесс необходимо было прервать. Верхнюю часть колонны открыли, отложения полимеров не были обнаружены ни в верхней части колонны, ни на верхней тарелке. Тем не менее, приблизительно 30% от внутренних труб испарителя были засорены полимером и требовали очистки, требующей больших затрат и усилий.After 15 days, the process had to be interrupted. The top of the column was opened and no polymer deposits were found at the top of the column or on the top tray. However, approximately 30% of the inner tubes of the evaporator were clogged with polymer and required costly and effortless cleaning.

Пример 1 - вариант 3.Example 1 - Option 3.

Процесс осуществляли в соответствии с примером 1. Дистилляционную очистку осуществляли с использованием испарителя с принудительной циркуляцией (4 бар абс. пар, 308 труб) с нагреванием стенок в верхней части с помощью оболочки из полузакрытой трубы (110°C, 1,5 бар).The process was carried out in accordance with example 1. Distillation purification was carried out using a forced circulation evaporator (4 bar abs. Steam, 308 tubes) with wall heating at the top with a half-closed tube shell (110 ° C, 1.5 bar).

Температура в нижней части этапа дистилляционной очистки:Temperature at the bottom of the distillation purification step:

приблизительно 102°С приблизительно 58°С приблизительно 66 °C 3,1 приблизительно 400 кг/ч.approximately 102 ° C approximately 58 ° C approximately 66 ° C 3.1 approximately 400 kg / h.

приблизительно 102°С приблизительно 58°С приблизительно 66 °C ЗД приблизительно 400 кг/ч.approx. 102 ° C approx. 58 ° C approx. 66 ° C HR approx. 400 kg / h.

Температура в верхней части этапа дистилляционной очистки: Температура стенок в верхней части: Коэффициент обратного потока: Нагревание пара для испарителя с естественной циркуляцией:Temperature at the top of the distillation purification step: Wall temperature at the top: Reflux ratio: Steam heating for a natural circulation evaporator:

Дифференциальное давление в колонне: приблизительно 55 мбарColumn differential pressure: approx. 55 mbar

Производили исследование дифференциального давления в колонне D2 очистки, а также мощности нагрева испарителя с принудительной циркуляцией в функциональной зависимости от времени. Считается, что дифференциальное давление и мощность нагрева являются показателями степени полимериза- 19 035883 ции в колонне. За период продолжительностью 30 дней повышение дифференциального давления в колонне очистки не наблюдалось.A study was made of the differential pressure in the purification column D2, as well as the heating power of the forced circulation evaporator as a function of time. Differential pressure and heating power are considered to be indicative of the degree of polymerization in the column. No increase in differential pressure in the purification column was observed over a period of 30 days.

Процесс прерывали. Верхнюю часть колонны открыли, отложения полимеров не были обнаружены ни в верхней части колонны, ни на верхней тарелке, ни в трубах испарителя с принудительной циркуляцией.The process was interrupted. The top of the column was opened, no polymer deposits were found at the top of the column, nor on the top tray, nor in the forced circulation evaporator tubes.

Claims (14)

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ непрерывного получения трет-бутилового эфира этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты, включающий следующие этапы:1. A method of continuous production of tert-butyl ester of ethylenically unsaturated carboxylic acid, comprising the following steps: a) реакцию этилен-ненасыщенной карбоновой кислоты с изобутеном в присутствии кислотного катализатора с получением этерификационной смеси;a) the reaction of ethylenically unsaturated carboxylic acid with isobutene in the presence of an acid catalyst to obtain an esterification mixture; b) удаление кислотного катализатора;b) removing the acid catalyst; c) удаление компонентов с низкой температурой кипения; иc) removal of low boiling point components; and d) подачу жидкости, содержащей трет-бутиловый эфир, в дистиллятор, где ее подвергают очистке путем дистилляции, при этом:d) feeding the liquid containing tert-butyl ether to a distiller, where it is purified by distillation, while: d1 ) в дистилляторе разделяют жидкость, содержащую трет-бутиловый эфир, на газообразный верхний продукт, содержащий трет-бутиловый эфир, и жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту;d1) in a still, separating the tert-butyl ether-containing liquid into a gaseous overhead product containing tert-butyl ether and a carboxylic acid-containing liquid underflow; d2 ) газообразный верхний продукт, содержащий трет-бутиловый эфир, по меньшей мере, частично конденсируют, и конденсат, по меньшей мере, частично рециркулируют в дистиллятор в качестве обратного потока;d2) the gaseous overhead product containing tert-butyl ether is at least partially condensed and the condensate is at least partially recycled to the distiller as a reflux stream; d3 ) жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту, по меньшей мере, частично рециркулируют на этап a);d3) the carboxylic acid-containing liquid underflow is at least partially recycled to step a); d4 ) жидкий нижний продукт, содержащий карбоновую кислоту, отводят и подают в нагревательное устройство; из нагревательного устройства отводят перегретый жидкий поток рециркуляции, который спускается в дистиллятор; и d5 ) по меньшей мере, в верхней части дистиллятора стенки дистиллятора, контактирующие с паром, по меньшей мере, в некоторых зонах, нагревают и/или подвергают теплоизоляции.d4) the carboxylic acid-containing liquid underflow is withdrawn and fed to a heating device; the superheated liquid recirculation stream is withdrawn from the heating device, which is released into the distiller; and d5) at least in the upper part of the distiller, the walls of the distiller in contact with steam in at least some areas are heated and / or thermally insulated. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этилен-ненасыщенную карбоновую кислоту выбирают из акриловой и метакриловой кислоты.2. A process according to claim 1, characterized in that the ethylenically unsaturated carboxylic acid is selected from acrylic and methacrylic acid. 3. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержание уксусной кислоты в этилен-ненасыщенной карбоновой кислоте составляет менее 300 ч./млн, а содержание пропионовой кислоты - менее 300 ч./млн.3. A process according to any of the preceding claims, characterized in that the acetic acid content of the ethylenically unsaturated carboxylic acid is less than 300 ppm and the propionic acid content is less than 300 ppm. 4. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что:4. A method according to any of the preceding claims, characterized in that: d1') жидкий нижний продукт дополнительно проходит через устройство, в котором происходит его очистка от твердых примесей.d1 ') the liquid underflow additionally passes through the device, in which it is purified from solid impurities. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что устройство представляет собой фильтр.5. The method of claim 4, wherein the device is a filter. 6. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что нагревательное устройство представляет собой кожухотрубный теплообменник, работающий в режиме непрямого теплообмена с нагревательной средой.6. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the heating device is a shell-and-tube heat exchanger operating in the mode of indirect heat exchange with the heating medium. 7. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что спуск перегретого потока рециркуляции проводят через ограничитель потока, который выбирают из гасителя энергии потока, клапана, сужающегося патрубка, перфорированной пластины, форсунки, капиллярной трубки или комбинаций указанных устройств.7. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the superheated recirculation stream is released through a flow restrictor selected from a flow energy absorber, a valve, a converging nozzle, a perforated plate, a nozzle, a capillary tube, or combinations of these devices. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой неорганическую кислоту.8. A process according to any one of the preceding claims, wherein the acid catalyst is an inorganic acid. 9. Способ по любому из пп.1-7, отличающийся тем, что кислотный катализатор представляет собой органическую кислоту.9. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the acid catalyst is an organic acid. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что содержание кислотного катализатора в этерификационной смеси составляет 0,1-10 мас.%.10. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the content of the acid catalyst in the esterification mixture is 0.1-10% by weight. 11. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что реакцию на этапе a) осуществляют в присутствии стабилизатора, выбранного из фенотиазинов.11. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the reaction in step a) is carried out in the presence of a stabilizer selected from phenothiazines. 12. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стабилизатор выбирают из соединений фенола, при этом стабилизатор подают в ректификационную секцию дистиллятора.12. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stabilizer is selected from phenol compounds, the stabilizer being fed to the rectification section of the still. 13. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что стабилизатор выбирают из соединений N-оксила, при этом стабилизатор подают во входное отверстие дистиллятора.13. A method according to any of the preceding claims, characterized in that the stabilizer is selected from N-oxyl compounds, the stabilizer being fed to the inlet of the still. 14. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что объемное соотношение кислорода и азота во всех газовых смесях, используемых на этапах a)-d), находится в диапазоне 0,030,11.14. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the volume ratio of oxygen to nitrogen in all gas mixtures used in steps a) to d) is in the range of 0.030.11.
EA201891407A 2015-12-15 2016-11-28 Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids EA035883B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562267331P 2015-12-15 2015-12-15
DE102015121860 2015-12-15
PCT/EP2016/079025 WO2017102297A1 (en) 2015-12-15 2016-11-28 Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201891407A1 EA201891407A1 (en) 2019-01-31
EA035883B1 true EA035883B1 (en) 2020-08-27

Family

ID=59055874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201891407A EA035883B1 (en) 2015-12-15 2016-11-28 Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10301252B2 (en)
EP (1) EP3390339B1 (en)
JP (1) JP6890591B2 (en)
KR (1) KR102666786B1 (en)
CN (1) CN108368021B (en)
AU (1) AU2016369920B2 (en)
BR (1) BR112018012158A2 (en)
CA (1) CA3008436C (en)
EA (1) EA035883B1 (en)
MX (1) MX2018007416A (en)
MY (1) MY185499A (en)
SG (1) SG11201804444SA (en)
WO (1) WO2017102297A1 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2024514553A (en) * 2021-04-07 2024-04-02 リンデ ゲーエムベーハー Methods and reaction apparatus for carrying out chemical reactions
CN114507131B (en) * 2022-01-24 2024-08-06 华谊合丰特种化学淄博有限公司 Synthesis method of (methyl) tert-butyl acrylate
WO2024079227A1 (en) 2022-10-12 2024-04-18 Linde Gmbh Method for carrying out a chemical reaction and reactor arrangement
CN115536527B (en) * 2022-11-16 2023-06-20 湖南正量工程技术有限公司 Preparation method of isobutyl (methyl) acrylate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002010109A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Basf Aktiengesellschaft Method for producing tert-butyl esters of aliphatic c1-c4-carboxylic acids
DE102008002923A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Basf Se Process for the preparation of tertiary alkyl esters of (meth) acrylic acid having at least 4 carbon atoms in the alkyl radical

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE590370A (en) 1959-04-29 1900-01-01
DE1128428B (en) 1959-08-08 1962-04-26 Hoechst Ag Process for the preparation of tertiary alkyl carboxylic acid esters and for the separation and / or recovery of tertiary olefins from hydrocarbon mixtures containing them
US3087962A (en) 1960-01-21 1963-04-30 Rohm & Haas Process of making esters of acrylic and methacrylic acids
US3082246A (en) 1960-02-17 1963-03-19 Texaco Inc Preparation of tertiary esters
US3031495A (en) 1960-05-13 1962-04-24 Sinclair Refining Co Preparation of tertiary alkyl formate and acetate
DE1249857B (en) 1961-03-29 1967-09-14 Badische Anilin &. Soda-Fabnk Aktiengesellschaft, Ludwigshaf en/Rhem PROCESS FOR THE CONTINUOUS PRODUCTION OF CARBONIC ACID ESTERS OF TERTIARY ALCOHOLS
US3088969A (en) 1961-04-21 1963-05-07 Standard Oil Co Manufacture of t-butyl esters of unsaturated acids
JPS6043056B2 (en) * 1980-05-27 1985-09-26 株式会社日本触媒 Method for purifying 2-hydroxyalkyl acrylate or 2-hydroxyalkyl methacrylate
DE3105399A1 (en) 1981-02-14 1982-10-21 EC Erdölchemie GmbH, 5000 Köln Process for the preparation of carboxylic acid esters
JPS6263544A (en) * 1985-08-23 1987-03-20 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co Ltd Production of acrylic acid or methacrylic acid tertiary butyl ester
JPH07116103B2 (en) 1986-11-27 1995-12-13 三菱レイヨン株式会社 Method for producing t-butyl methacrylate
US5645696A (en) * 1994-11-21 1997-07-08 Lucky Ltd. Process for preparing unsaturated carboxylic acid esters and apparatus for preparing the same
DE19539295A1 (en) 1995-10-23 1997-04-24 Basf Ag Purification of methacrylic or acrylic acid by distillation separation
JP3856974B2 (en) * 1999-02-17 2006-12-13 株式会社日本触媒 Distillation method and distillation apparatus
DE10036958A1 (en) 2000-07-28 2002-02-07 Basf Ag Process for the preparation of tert-C4-C8-alkyl esters of (meth) acrylic acid
JP2003103105A (en) 2001-09-28 2003-04-08 Sumitomo Chem Co Ltd Distillation method for easily polymerizable substance and distillation apparatus used for the same
JP2003192641A (en) * 2001-12-25 2003-07-09 Mitsubishi Rayon Co Ltd Reboiler facility and method for heating solution containing easily polymerizable substance
JP4095471B2 (en) 2003-02-28 2008-06-04 株式会社日本触媒 Distillation method of easily polymerizable substances
US7014736B2 (en) * 2003-03-18 2006-03-21 Nippon Shokubai Co., Ltd. Apparatus and process for purification of acrylic acid family
DE102010010997A1 (en) 2010-03-10 2011-09-15 Lurgi Gmbh Process and apparatus for the distillation of polymerization-prone compounds
CN104030919B (en) * 2014-06-27 2015-11-18 无锡阿科力科技股份有限公司 A kind of processing method of continuous processing preparation (methyl) tert-butyl acrylate
DE102015205752A1 (en) 2015-03-31 2016-10-20 Basf Se Preparation of tert-butyl esters of aliphatic carboxylic acids

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002010109A1 (en) * 2000-07-28 2002-02-07 Basf Aktiengesellschaft Method for producing tert-butyl esters of aliphatic c1-c4-carboxylic acids
DE102008002923A1 (en) * 2007-07-19 2009-01-22 Basf Se Process for the preparation of tertiary alkyl esters of (meth) acrylic acid having at least 4 carbon atoms in the alkyl radical

Also Published As

Publication number Publication date
CA3008436C (en) 2024-01-02
MX2018007416A (en) 2018-08-15
JP2019501907A (en) 2019-01-24
KR102666786B1 (en) 2024-05-22
CN108368021A (en) 2018-08-03
KR20180092986A (en) 2018-08-20
JP6890591B2 (en) 2021-06-18
AU2016369920B2 (en) 2020-06-04
EP3390339A1 (en) 2018-10-24
AU2016369920A1 (en) 2018-07-12
CA3008436A1 (en) 2017-06-22
EA201891407A1 (en) 2019-01-31
US10301252B2 (en) 2019-05-28
WO2017102297A1 (en) 2017-06-22
EP3390339B1 (en) 2020-01-08
SG11201804444SA (en) 2018-06-28
BR112018012158A2 (en) 2018-11-27
MY185499A (en) 2021-05-19
US20190002389A1 (en) 2019-01-03
CN108368021B (en) 2021-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7326323B2 (en) High capacity purification of thermally unstable compounds
KR100444331B1 (en) Distillation process for easily polymerizable substance-containing solution
JP6762957B2 (en) Production of tert-butyl ester of aliphatic carboxylic acid
EA035883B1 (en) Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids
US20020189927A1 (en) Column treating process and apparatus therefor
EA005869B1 (en) Process for production of (meth)acrylic compounds and method of distillation
JP2023524756A (en) A method for re-dissociating Michael adducts contained in fluid F and formed during the preparation of acrylic acid
US20060249365A1 (en) Vessel for easily polymerizable compound
US7351310B2 (en) Rectificative separation of fluids comprising (meth) acrylic monomers
US7014736B2 (en) Apparatus and process for purification of acrylic acid family
US20130206577A1 (en) Process and plant for the distillation of temperature-sensitive liquids
TW200521110A (en) Rectificative separation of an acrylic acid-containing liquid
JP4466190B2 (en) Easily polymerizable compound handling and manufacturing equipment
ES2779776T3 (en) Production of tert-butyl esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM